DE102019114353A1 - SYSTEMS AND METHODS FOR A VARIABLE INLET COMPRESSOR - Google Patents

SYSTEMS AND METHODS FOR A VARIABLE INLET COMPRESSOR Download PDF

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Abstract

Die Offenbarung sieht „Systeme und Verfahren für einen variablen Einlassverdichter“ vor. Es sind Verfahren und Systeme für einen Verdichter vorgesehen, der eine variable Einlassvorrichtung und eine aktive Gehäusestrukturierung aufweist. In einem Beispiel kann ein System für einen Verdichter beinhalten: ein Gehäuse, das einen Rückführkanal, der einen Ansaugkanal umgibt, bildet, eine aktive Gehäusestrukturierung, die den Ansaugkanal umgibt und dazu ausgelegt ist, die Gasströmung durch den Rückführkanal selektiv zu steuern, ein Laufrad und eine variable Einlassvorrichtung, die in dem Ansaugkanal stromaufwärts des Laufrads positioniert und dazu ausgelegt ist, eine effektive Größe des Laufrads selektiv zu reduzieren. Die variable Einlassvorrichtung und die aktive Gehäusestrukturierung können auf Betriebsbedingungen beruhend eingestellt werden, um einen Strömungsbereich des Verdichters zu vergrößern, während zugleich eine höhere Verdichtereffizienz bereitgestellt wird.The disclosure provides "systems and methods for a variable inlet compressor". Methods and systems are provided for a compressor that has a variable inlet device and an active housing structure. In one example, a system for a compressor may include: a housing that defines a return duct surrounding an intake duct, an active housing structuring that surrounds the intake duct and is configured to selectively control gas flow through the return duct, an impeller, and a variable inlet device positioned in the intake passage upstream of the impeller and configured to selectively reduce an effective size of the impeller. The variable inlet device and active housing structuring can be adjusted based on operating conditions to increase a flow area of the compressor while providing higher compressor efficiency.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Einstellen der in einen Verdichter eintretenden Luftströmung.The present description relates generally to methods and systems for adjusting the air flow entering a compressor.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL PRIOR ART

Ein Turbolader kann in einem Motor bereitgestellt werden, um das Motordrehmoment oder die Abgabeleistungsdichte zu erhöhen. Der Turbolader kann eine mittels Abgas angetriebene Turbine aufweisen, die über eine Antriebswelle mit einem Verdichter gekoppelt ist. Der Verdichter kann an einen Luftansaugkrümmer im Motor fluidgekoppelt sein, der einer Vielzahl von Motorzylindern Luft zuführt. Der Abgasstrom von einem oder mehreren Motorzylindern kann zu einem Turbinenrad geleitet werden, was bewirkt, dass sich die Turbine um eine feste Achse dreht. Die Drehbewegung der Turbine treibt ein Laufrad (z. B. Rad) des Verdichters an, der Luft im Luftansaugkrümmer verdichtet, um bei Vorliegen ausgewählter Motorbetriebsbedingungen den Ladedruck zu erhöhen.A turbocharger can be provided in an engine to increase engine torque or output power density. The turbocharger can have a turbine driven by exhaust gas, which is coupled to a compressor via a drive shaft. The compressor may be fluidly coupled to an air intake manifold in the engine that supplies air to a plurality of engine cylinders. The exhaust gas flow from one or more engine cylinders can be directed to a turbine wheel, causing the turbine to rotate about a fixed axis. The rotary motion of the turbine drives an impeller (e.g. wheel) of the compressor, which compresses air in the air intake manifold in order to increase the boost pressure when selected engine operating conditions are present.

Die Effizienz des Verdichters beeinflusst die Gesamtmotorleistung und den Kraftstoffgesamtverbrauch. Eine geringere Verdichtereffizienz kann beispielsweise zu einem langsamen Einschwingverhalten des Motors und einem höheren Kraftstoffverbrauch führen, was sowohl für den stetigen als auch vorübergehenden Motorbetrieb gilt. Bei geringeren Motorlasten, wenn die Verdichtereffizienz reduziert ist, kann es während einer Pedalbetätigung verstärkt zu Turbolöchern kommen. Des Weiteren können Verdichterpumpgrenzen den Ladedruckanstieg bei geringen Motordrehzahlen beschränken.The efficiency of the compressor affects overall engine performance and total fuel consumption. Lower compressor efficiency can, for example, lead to slow engine transient response and higher fuel consumption, which applies to both continuous and temporary engine operation. At lower engine loads, when the compressor efficiency is reduced, there may be increased turbo holes during pedal actuation. Furthermore, compressor pump limits can limit the boost pressure rise at low engine speeds.

Bei Vorgängen, die zu einem erhöhten Druckverhältnis im Verdichter oder einem verringerten Massenstrom in den Verdichter führen, neigen Verdichter dazu, zu pumpen. Wenn ein Fahrzeugführer beispielsweise ein Fahrpedal schnell freigibt, nimmt die Luftströmung in den Verdichtereinlass ab, was die Vorwärtsströmung durch den Verdichter reduziert, während nach wie vor ein hohes Druckverhältnis im Verdichter herrscht. Dies kann zu einem Druckaufbau an einem Auslassende des Verdichters führen, wodurch Luft in eine umgekehrte Richtung getrieben wird, was Komponenten des Verdichters beschädigen kann. Ein Erweitern einer Spanne bis zum Auftreten von Pumpen kann daher eine Reihe an Bedingungen vergrößern, in denen der Betrieb des Verdichters stabil bleibt.In operations that result in an increased pressure ratio in the compressor or a reduced mass flow in the compressor, compressors tend to pump. For example, when a vehicle operator quickly releases an accelerator pedal, the air flow into the compressor inlet decreases, reducing forward flow through the compressor while still maintaining a high pressure ratio in the compressor. This can cause pressure build-up at an outlet end of the compressor, which drives air in a reverse direction, which can damage components of the compressor. Extending a span until pumps occur can therefore increase a number of conditions in which the operation of the compressor remains stable.

Turboladerverdichter können mit einem Mechanismus zum Ablassen von Druck am Verdichterauslass ausgelegt sein, insbesondere im Fall von Turboladern, die an Dieselmotoren gekoppelt sind. Größere Turbolader können verwendet werden, um hohe Ladedrücke für den Betrieb von Dieselmotoren bereitzustellen. Allerdings können die Vorteile dessen, dass durch den Turboladerverdichter hoher Ladedruck geliefert wird, durch eine höhere Wahrscheinlichkeit von Verdichterpumpen kompromittiert werden. Deswegen können Turboladerverdichter für Dieselmotoranwendungen derart ausgelegt sein, dass eine Wahrscheinlichkeit von Pumpen, das durch Bereitstellen eines Pfads zur Strömungsrückführung auftritt, reduziert wird. Beispielsweise kann der Verdichter ein Ausblaseventil aufweisen, das Ansaugdruck in die Atmosphäre ablässt, oder der Verdichter kann alternativ ein umgestelltes Abschirmblech umfassen. Das umgestellte Abschirmblech kann ein Durchlass innerhalb eines inneren Gehäuses des Verdichtereinlasses sein, der es ermöglicht, dass Luft in umgekehrter Richtung durch den Verdichter strömt, wodurch verdichtete Luft vom Verdichterauslass zum Verdichtereinlass zurückgeführt wird, um das Druckverhältnis zu verringern und den Massenstrom in den Verdichter zu erhöhen. Das umgestellte Abschirmblech reduziert zwar effektiv die Wahrscheinlichkeit für Verdichterpumpen, doch kann sich das Vorhandensein des umgestellten Abschirmblechs auch nachteilig auf die Effizienz des Verdichters auswirken, was insbesondere bei geringen Verdichterdrehzahlen gilt.Turbocharger compressors can be designed with a mechanism for relieving pressure at the compressor outlet, particularly in the case of turbochargers that are coupled to diesel engines. Larger turbochargers can be used to provide high boost pressures for the operation of diesel engines. However, the advantages of having high boost pressure delivered by the turbocharger compressor can be compromised by a higher probability of compressor pumps. Therefore, turbocharger compressors for diesel engine applications can be designed to reduce the likelihood of pumps occurring by providing a path for flow recirculation. For example, the compressor can have a blow-off valve that releases suction pressure into the atmosphere, or the compressor can alternatively comprise a changed shielding plate. The shifted shield can be a passage within an inner housing of the compressor inlet that allows air to flow through the compressor in the reverse direction, thereby recirculating compressed air from the compressor outlet to the compressor inlet to reduce the pressure ratio and mass flow into the compressor increase. Although the changed shield plate effectively reduces the likelihood of compressor pumps, the presence of the changed shield plate can also adversely affect the efficiency of the compressor, which is particularly true at low compressor speeds.

Es sind diverse Ansätze entwickelt worden, um Antworten auf die Fragestellung der Verdichtereffizienz bei geringem Massendurchsatz zu finden; dazu zählt das Kombinieren eines Mechanismus zum Reduzieren des Verdichterauslassdrucks mit einer Vorrichtung zum Steuern der Strömung in den Verdichtereinlass. Ein beispielhafter Ansatz ist von Pekari et al. in US 4 403 912 gezeigt. Darin ist ein Motorverdichter mit einem Luftausblaseventil und variablen Leitschaufeln offenbart. Das Ausblaseventil wird geöffnet, um Druck in dem Verdichter abzulassen, um einen stabilen Verdichterbetrieb aufrechtzuerhalten, wobei das Öffnen und Schließen des Ventils durch einen Aktor eingestellt wird, der eine Position der variablen Leitschaufeln steuert. Während des anfänglichen Betriebs des Motors, bei dem das Ausblaseventil komplett offen steht, befinden sich die variablen Leitschaufeln in einer bestimmten Stellung. Der Aktor stellt das Ausblaseventil ein, wenn der Motor beschleunigt, bis sich das Ausblaseventil in einer komplett geschlossenen Position befindet, woraufhin die Leitschaufeln durch fortgesetzte Betätigung in eine derartige Stellung betätigt werden, dass ein maximaler Verdichterbetrieb ermöglicht wird.Various approaches have been developed to find answers to the question of compressor efficiency with low mass throughput; this includes combining a mechanism for reducing the compressor outlet pressure with a device for controlling the flow into the compressor inlet. An exemplary approach is from Pekari et al. in US 4,403,912 shown. It discloses a motor compressor with an air blowout valve and variable guide vanes. The blow-off valve is opened to relieve pressure in the compressor to maintain stable compressor operation, with the opening and closing of the valve being adjusted by an actuator that controls a position of the variable vanes. During the initial operation of the engine, with the blow-off valve fully open, the variable guide vanes are in a certain position. The actuator adjusts the blow-off valve when the engine accelerates until the blow-off valve is in a fully closed position, whereupon the guide vanes are actuated by continued actuation in a position such that maximum compressor operation is possible.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben im Zusammenhang mit derartigen Systemen allerdings mögliche Probleme erkannt. Um ein Beispiel zu nennen, befasst sich das System von US 4 403 912 nicht mit der Einstellung der Positionen des Ausblaseventils und der variablen Leitschaufeln als Reaktion auf Verdichterbetriebsbedingungen unter niedriger Drehzahl und geringer Massenströmung bei Vorgängen über das anfängliche Anlassen des Motors hinaus, wie beispielsweise während das Fahrpedal freigegeben wird. Im Verlauf solcher Situationen kann die Verdichtereffizienz eine erhebliche Auswirkung auf den Kraftstoffverbrauch und die Leistungsfähigkeit des Motors haben. Darüber hinaus kann das komplette Öffnen des Ausblaseventils während des anfänglichen Motorbetriebs die Verdichtereffizienz reduzieren, wenn es mit den variablen Leitschaufeln kombiniert wird, was zu einer geminderten Kraftstoffeffizienz führt.However, the inventors of the present invention have recognized potential problems in connection with such systems. To give an example, the system of US 4,403,912 not with the attitude of Blow valve and variable vane positions in response to low speed, low mass flow compressor operating conditions in operations beyond initial engine start-up, such as while the accelerator pedal is released. In the course of such situations, compressor efficiency can have a significant impact on fuel consumption and engine performance. In addition, fully opening the blow-off valve during initial engine operation can reduce compressor efficiency when combined with the variable vanes, resulting in reduced fuel efficiency.

KURZDARSTELLUNGSUMMARY

In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme anhand eines Verfahrens behoben werden, umfassend: Einstellen eines effektiven Bereichs eines Laufrads, das in einem Ansaugkanal eines Verdichters positioniert ist, während eine Gasströmung durch eine den Ansaugkanal umgebende Gehäusestrukturierung ebenfalls eingestellt wird, wobei sowohl der effektive Bereich als auch die Gasströmung auf Betriebsbedingungen beruhend über einen gemeinsamen, einzelnen Aktor eingestellt werden. Auf diese Weise werden sowohl der effektive Bereich des Laufrads als auch die Gasströmung durch die Gehäusestrukturierung auf Betriebsbedingungen reagierend eingestellt, was den Kraftstoffverbrauch reduziert und die Leistungsfähigkeit des Motors steigert.In one example, the problems described above can be remedied using a method comprising: adjusting an effective area of an impeller positioned in an intake duct of a compressor while adjusting gas flow through a casing structure surrounding the intake duct, both of which are effective areas and the gas flow can be adjusted based on operating conditions via a common, single actuator. In this way, both the effective area of the impeller and the gas flow through the housing structuring are adjusted in response to operating conditions, which reduces fuel consumption and increases the performance of the engine.

Um ein Beispiel zu nennen, kann das Einstellen des effektiven Bereichs des Laufrads ein Einstellen eines offenen Bereichs einer variablen Einlassvorrichtung, die im Ansaugkanal unmittelbar stromaufwärts einer Anströmkante des Laufrads positioniert ist, während simultan eine Position eines Ventils innerhalb eines Rückführkanals der Gehäusestrukturierung eingestellt wird, um die Gasströmung durch die Gehäusestrukturierung einzustellen, beinhalten. Der Rückführkanal kann stromabwärts der Anströmkante des Laufrads und stromaufwärts der einstellbaren Einlassvorrichtung an dem Ansaugkanal fluidgekoppelt sein. Das Einstellen des offenen Bereichs der variablen Einlassvorrichtung auf einen kleineren offenen Bereich kann beispielsweise mit einem Einstellen des Ventils auf eine geschlossene Position, mit der die Gasströmung durch die Gehäusestrukturierung blockiert wird, zusammenfallen. Um ein anderes Beispiel zu nennen, kann das Einstellen des offenen Bereichs der variablen Einlassvorrichtung auf einen größeren offenen Bereich beispielsweise mit einem Einstellen des Ventils auf eine offene Position, mit der die Gasströmung durch die Gehäusestrukturierung zugelassen wird, zusammenfallen. In manchen Beispielen kann das Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf den kleineren offenen Bereich während des Einstellens des Ventils auf die geschlossene Position, um die Gasströmung durch den Rückführkanal zu blockieren, als Reaktion darauf erfolgen, dass die Motorlast unter eine Motorschwellenlast sinkt, und das Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf den größeren offenen Bereich während des Einstellens des Ventils auf die offene Position kann als Reaktion darauf erfolgen, dass die Motorlast die Motorschwellenlast erreicht oder überschreitet. Des Weiteren kann das reagierende Einstellen der variablen Einlassvorrichtung von dem kleineren offenen Bereich auf den größeren offenen Bereich (oder umgekehrt) weiterhin ein Einstellen eines oder mehrerer von einer Position eines Drosselventils, das stromabwärts des Verdichters positioniert ist, und eines Zündzeitpunkts eines Motors, der stromabwärts des Verdichters gekoppelt ist, beinhalten. Auf diese Weise kann durch das simultane Einstellen der einstellbaren Einlassvorrichtung auf den kleineren offenen Bereich während des Einstellens des Ventils auf die geschlossene Position mit dem gemeinsamen, einzelnen Aktor Verdichterpumpen bei geringeren Motorlasten (und geringeren Verdichterdruckverhältnissen und -massenströmen) abgeschwächt werden, während die Verdichtereffizienz erhöht wird, was die Kraftstoffeffizienz des Motors steigert. Darüber hinaus kann durch das simultane Einstellen der einstellbaren Einlassvorrichtung auf den größeren offenen Bereich während des Einstellens des Ventils auf die offene Position mit dem gemeinsamen, einzelnen Aktor Verdichterpumpen bei höheren Motorlasten (und höheren Verdichterdruckverhältnissen und -massenströmen) abgeschwächt werden, während eine Motorspitzenleistung ermöglicht wird.For example, adjusting the effective area of the impeller may include adjusting an open area of a variable inlet device positioned in the intake passage immediately upstream of a leading edge of the impeller while simultaneously adjusting a position of a valve within a return passage of the case structure adjust the gas flow through the case structuring. The return duct may be fluidly coupled downstream of the leading edge of the impeller and upstream of the adjustable inlet device on the intake duct. Setting the open area of the variable inlet device to a smaller open area can coincide, for example, with setting the valve to a closed position, with which the gas flow is blocked by the housing structuring. To give another example, setting the open range of the variable inlet device to a larger open range may coincide with, for example, setting the valve to an open position that allows gas flow through the housing structure. In some examples, adjusting the variable intake device to the smaller open area while adjusting the valve to the closed position to block gas flow through the return passage in response to the engine load dropping below an engine threshold load and adjusting the Variable intake device to the larger open area while adjusting the valve to the open position may be in response to the engine load reaching or exceeding the engine threshold load. Furthermore, responsively adjusting the variable intake device from the smaller open area to the larger open area (or vice versa) may further adjust one or more of a position of a throttle valve positioned downstream of the compressor and an ignition timing of an engine downstream of the compressor is coupled. In this way, by simultaneously adjusting the adjustable inlet device to the smaller open area while adjusting the valve to the closed position with the common, single actuator, compressor pumps can be weakened at lower engine loads (and lower compressor pressure ratios and mass flows) while increasing compressor efficiency becomes what increases the fuel efficiency of the engine. In addition, by simultaneously adjusting the adjustable intake device to the larger open area while adjusting the valve to the open position with the common, single actuator, compressor pumps can be weakened at higher engine loads (and higher compressor pressure ratios and mass flows) while allowing peak engine performance ,

Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Schutzumfang einzig durch die Ansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beheben.It goes without saying that the above brief description is provided in order to present a selection of concepts in a simplified form, which are described in more detail in the detailed description. It is not intended to identify important or essential features of the claimed subject matter, the scope of which is defined solely by the claims that follow the detailed description. Furthermore, the claimed subject matter is not limited to implementations that overcome disadvantages noted above or in any part of this disclosure.

Figurenlistelist of figures

  • 1 zeigt eine schematische Abbildung eines beispielhaften Fahrzeugsystems. 1 shows a schematic illustration of an exemplary vehicle system.
  • 2A-2B zeigen eine Schnittansicht eines ersten Beispiels für einen Turboladerverdichter, der eine Gehäusestrukturierung und eine in einer Einlassleitung des Verdichters positionierte variable Einlassvorrichtung aufweist. 2A - 2 B show a sectional view of a first example of a turbocharger compressor having a housing structure and a variable inlet device positioned in an inlet line of the compressor.
  • 3A-3B zeigen ein erstes Beispiel für eine variable Einlassvorrichtung für einen Turboladerverdichter in einer offenen und einer geschlossenen Position. 3A - 3B show a first example of a variable inlet device for a turbocharger compressor in an open and a closed position.
  • 4A-4B zeigen eine aufgeschnittene Ansicht eines dritten Beispiels für einen Turboladerverdichter, der eine Gehäusestrukturierung und eine in einer Einlassleitung des Verdichters positionierte einstellbare Einlassvorrichtung aufweist. 4A - 4B show a cut-away view of a third example of a turbocharger compressor which has a housing structure and an adjustable inlet device positioned in an inlet line of the compressor.
  • 5A-5C zeigen ein zweites Beispiel für eine variable Einlassvorrichtung für einen Turboladerverdichter in einer offenen und einer geschlossenen Position. 5A - 5C show a second example of a variable inlet device for a turbocharger compressor in an open and a closed position.
  • 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Beispielverfahrens zum Steuern einer Position einer variablen Einlassvorrichtung. 6 FIG. 12 shows a flow diagram of an example method for controlling a position of a variable intake device.
  • 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Beispielverfahrens zum Steuern einer Öffnung einer Mündung einer Gehäusestrukturierung. 7 FIG. 12 shows a flow diagram of an example method for controlling an opening of a mouth of a housing structuring.
  • 8 zeigt ein Kennlinienfeld bezüglich Motorlast und Motordrehzahl zum Steuern einer Position einer variablen Einlassvorrichtung und einer aktiven Gehäusestrukturierung eines Verdichters. 8th FIG. 12 shows a characteristic field relating to engine load and engine speed for controlling a position of a variable intake device and an active housing structuring of a compressor.
  • 9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Koordinieren der Steuerung einer variablen Einlassvorrichtung und einer aktiven Gehäusestrukturierung eines Verdichters, wie beispielsweise anhand eines gemeinsamen Aktors. 9 shows a flow diagram of a method for coordinating the control of a variable inlet device and an active housing structuring of a compressor, such as, for example, using a common actuator.
  • 10 zeigt ein beispielhaftes Verdichterkennlinienfeld bezüglich eines Verdichters mit einer variablen Einlassvorrichtung und einer aktiven Gehäusestrukturierung, die unabhängig voneinander betätigt werden können. 10 shows an exemplary compressor characteristic field relating to a compressor with a variable inlet device and an active housing structure, which can be actuated independently of one another.
  • 11 zeigt ein beispielhaftes Verdichterkennlinienfeld bezüglich eines Verdichters mit einer variablen Einlassvorrichtung und einer aktiven Gehäusestrukturierung, die anhand eines einzelnen Betätigungssystems betätigt werden. 11 shows an exemplary compressor characteristic field relating to a compressor with a variable inlet device and an active housing structure, which are actuated using a single actuation system.
  • 12 zeigt ein prognostisches beispielhaftes Zeitdiagramm zum jeweils unabhängigen Einstellen einer Position einer variablen Einlassvorrichtung und einer Position einer aktiven Gehäusestrukturierung eines Verdichters auf der Grundlage von Motorbetriebsbedingungen. 12 FIG. 4 shows a predictive example timing chart for independently setting a position of a variable intake device and a position of an active casing structure of a compressor based on engine operating conditions.
  • 13 zeigt ein prognostisches beispielhaftes Zeitdiagramm zum simultanen Einstellen einer Position einer variablen Einlassvorrichtung und einer Position einer aktiven Gehäusestrukturierung eines Verdichters auf der Grundlage von Motorbetriebsbedingungen. 13 FIG. 5 shows a predictive example timing diagram for simultaneously setting a position of a variable intake device and a position of an active casing structuring of a compressor based on engine operating conditions.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren für einen Turboladerverdichter mit einem variablen Einlass und einer Gehäusestrukturierung. Der Verdichter kann in einem Ansaugkanal eines Motors, wie beispielsweise dem in 1 gezeigten Motorsystem, positioniert sein. Der Verdichter kann ein äußeres Gehäuse mit einer Einlassleitung (z. B. einem Ansaugkanal) und einem Laufrad (z. B. Verdichterrad), das stromabwärts in der Einlassleitung angeordnet ist, aufweisen. Das Laufrad kann ein oder mehrere Schaufelblätter aufweisen und ist um eine Mittelachse des Verdichters drehbar. Wie in 2A-2B und 4A-4B gezeigt, kann eine variable Einlassvorrichtung (Variable Inlet Device - VID) im Inneren der Einlassleitung des Verdichters stromaufwärts des Laufrads angeordnet sein, um einen Einlassradius (oder -durchmesser) zu variieren. Die VID kann zwischen einer offenen Position (wie in 2B, 3B, 4B und 5C gezeigt) und einer geschlossenen Position (wie in 2A, 3A, 4A und 5A gezeigt) einstellbar sein. In einem Beispiel weist die VID Schaufeln auf, die entlang einer Betätigungsachse drehbar sind, um den effektiven Radius (oder Durchmesser) der VID zu variieren, wie in den 2A-3B gezeigt. In einem anderen Beispiel weist die VID Schaufeln auf, die entlang einer Betätigungsachse radial nach innen und außen bewegt werden, um den Radius zu variieren, wie in den 4A-5C gezeigt. Weiterhin kann die VID in Verbindung mit einer aktiven Gehäusestrukturierung verwendet werden, die dazu ausgelegt ist, die Rückführströmung zwischen einer Rückführmündung und einer Ausblasemündung, die in einer Wand der Einlassleitung angeordnet ist, einzustellen. Wie in den 4A-5C gezeigt, können die VID und die aktive Gehäusestrukturierung in manchen Beispielen auf der Grundlage von Motordrehzahl- und -lastbedingungen durch ein einzelnes Betätigungssystem gesteuert werden, wie etwa gemäß dem Beispielverfahren von 9. In anderen Beispielen, wie etwa in den 2A und 2B gezeigt, können die VID und die aktive Gehäusestrukturierung auf der Grundlage von Motordrehzahl- und -lastbedingungen jeweils unabhängig gesteuert werden, wie etwa gemäß den Beispielverfahren von 6 und 7. Ein beispielhaftes Kennlinienfeld bezüglich Motordrehzahl und -last ist in 8 gezeigt, und beispielhafte Verdichterkennlinienfelder sind in 10 und 11 gezeigt. Außerdem sind beispielhafte Zeitdiagramme, die eine Steuerung der VID und der aktiven Gehäusestrukturierung auf Motorbetriebsbedingungen beruhend darstellen, in 12 und 13 gezeigt. Durch das Integrieren sowohl einer VID als auch einer aktiven Gehäusestrukturierung, die auf Betriebsbedingungen beruhend gesteuert werden, können bei geringen Motordrehzahlen und -lasten die Verdichtereffizienz gesteigert und eine Pumpspanne erweitert werden, was die Kraftstoffeffizienz erhöht, während die Verdichtereffizienz bei hohen Motordrehzahlen und -lasten ebenfalls gesteigert wird, was die Motorleistung erhöht.The following description relates to systems and methods for a turbocharger compressor with a variable inlet and a housing structure. The compressor can be in an intake duct of an engine, such as that in 1 engine system shown, be positioned. The compressor may have an outer housing with an inlet line (e.g. an intake duct) and an impeller (e.g. compressor wheel) which is arranged downstream in the inlet line. The impeller can have one or more blades and is rotatable about a central axis of the compressor. As in 2A - 2 B and 4A - 4B As shown, a variable inlet device (VID) may be located inside the compressor inlet line upstream of the impeller to vary an inlet radius (or diameter). The VID can be between an open position (as in 2 B . 3B . 4B and 5C shown) and a closed position (as in 2A . 3A . 4A and 5A shown). In one example, the VID has blades that are rotatable along an actuation axis to vary the effective radius (or diameter) of the VID, as in FIGS 2A - 3B shown. In another example, the VID has blades that are moved radially inward and outward along an actuation axis to vary the radius, as in FIGS 4A - 5C shown. Furthermore, the VID can be used in connection with an active housing structuring, which is designed to adjust the return flow between a return mouth and a blow-out mouth, which is arranged in a wall of the inlet line. As in the 4A - 5C 5, the VID and active housing structuring, in some examples, may be controlled based on engine speed and load conditions by a single actuation system, such as according to the example method of FIG 9 , In other examples, such as in the 2A and 2 B As shown, the VID and active housing structuring can each be independently controlled based on engine speed and load conditions, such as according to the example methods of FIG 6 and 7 , An exemplary characteristic field with regard to engine speed and load is shown in 8th and exemplary compressor characteristic fields are shown in 10 and 11 shown. In addition, exemplary timing diagrams illustrating control of the VID and active housing structuring based on engine operating conditions are shown in FIG 12 and 13 shown. By integrating both a VID and active housing structuring, which are controlled based on operating conditions, at low engine speeds and loads, compressor efficiency can be increased and a pumping span extended, increasing fuel efficiency while the compressor efficiency is also increased at high engine speeds and loads, which increases engine performance.

In der gesamten nachfolgenden detaillierten Beschreibung wird auf Betriebsbedingungen des Turboladerverdichters Bezug genommen; sie erschließen sich deutlicher unter Hinzunahme eines in 10 dargestellten Verdichterkennlinienfelds, das einen Massendurchsatz durch den Verdichter in Abhängigkeit von einem Druckverhältnis in dem Verdichter zeigt. Eine Pumpgrenze beschriebt eine Untergrenzenluftströmung für den Verdichterbetrieb, während eine Drosselgrenze eine Obergrenzenluftströmung definiert. Die gestrichelte Linie 1004 stellt beispielsweise eine obere Begrenzung dar, bei der es sich um die Pumpgrenze handelt, wohingegen eine untere Begrenzung, angegeben anhand der gestrichelten Linie 1006, die Drosselgrenze darstellt. Verdichterpumpen kann bei Vorliegen von Bedingungen mit geringer Verdichterströmung auftreten, wie zum Beispiel bei Vorgängen einer schnellen Motorentlastung, bei welchen sich eine den Verdichter antreibende Turbine weiterhin bei einer relativ hohen Drehzahl dreht, wodurch die Luft stromabwärts des Verdichters unter Druck gesetzt wird. Dies führt zu einer Hochdruckzone am Auslass des Verdichters, die eine Umkehr der Luftstromrichtung antriebt, die eine Beeinträchtigung des Turboladers hervorrufen kann. Der Verdichterbetrieb kann einen Kompromiss zwischen einem Verhüten von Pumpen und einem Betreiben mit hoher Effizienz beinhalten. Ansätze zum Erweitern der Pumpspanne (z. B. Verschieben der Linie bezüglich Pumpen nach links) können einen zusätzlichen Betrieb in Regionen mit hoher Effizienz ermöglichen, ohne dass Pumpen auftritt.Throughout the following detailed description, reference is made to operating conditions of the turbocharger compressor; they are more clearly revealed by adding an in 10 shown compressor characteristic field, which shows a mass flow through the compressor as a function of a pressure ratio in the compressor. A surge limit describes a lower limit air flow for compressor operation, while a throttle limit defines an upper limit air flow. The dashed line 1004 represents, for example, an upper limit, which is the surge limit, whereas a lower limit, indicated by the dashed line 1006 , which represents the throttle limit. Compressor pumps can occur in low compressor flow conditions, such as rapid engine relief operations, in which a turbine driving the compressor continues to rotate at a relatively high speed, thereby pressurizing the air downstream of the compressor. This leads to a high pressure zone at the outlet of the compressor which drives a reversal of the air flow direction, which can affect the turbocharger. Compressor operation can compromise pump prevention and high efficiency operation. Approaches to extend the pumping range (e.g. shifting the line with respect to pumps to the left) can enable additional operation in regions with high efficiency without pumps occurring.

Der Betrieb über die Obergrenze des Verdichterdruckverhältnisses relativ zum Massenstrom hinaus (z. B. in einer Region rechts der gestrichelten Linie 1006, definiert durch einen relativ hohen Verdichtermassenstrom und ein relativ geringes Druckverhältnis) führt zu einer Turboladerdrosselung. Eine Drosselung kann während vorübergehender Vorgänge mit Überdrehzahl auftreten, bei denen zum Beispiel eine Erhöhung der Motorlast den Turbolader dahingehend unterwirft, über die Toleranz des Turboladers hinaus zu strömen. Die Drehzahl der Turbine, die den Verdichter antreibt, kann höher als eine maximale Nenndrehzahl des Turboladers sein. Wiederholte Fälle von Turboladerdrosselung können auch eine Beeinträchtigung des Turboladers hervorrufen und/oder das Motordrehmoment einschränken.Operation beyond the upper limit of the compressor pressure ratio relative to the mass flow (e.g. in a region to the right of the dashed line 1006 , defined by a relatively high compressor mass flow and a relatively low pressure ratio) leads to turbocharger throttling. Throttling can occur during transient overspeed operations where, for example, an increase in engine load subjects the turbocharger to flow beyond the tolerance of the turbocharger. The speed of the turbine that drives the compressor can be higher than a maximum nominal speed of the turbocharger. Repeated cases of turbocharger throttling can also affect the turbocharger and / or limit engine torque.

Bevor eine weitergehende Beschreibung der Ansätze zum Reduzieren von Verdichterpumpen bei gleichzeitigem Beibehalten oder Steigern der Verdichtereffizienz bereitgestellt wird, wird eine beispielhafte Plattform beschrieben, hier die Form eines Fahrzeugs, das einen Motor beinhaltet, worin der Turbolader der vorliegenden Offenbarung installiert werden kann. 1 stellt eine beispielhafte Ausführungsform eines Zylinders 14 eines Verbrennungsmotors 10, der in einem Fahrzeug 5 beinhaltet sein kann, dar. Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem, das eine Steuerung 12 beinhaltet, und durch Eingaben von einem Fahrzeugführer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (hier auch „Brennkammer“) 14 des Motors 10 kann Brennkammerwände 136 aufweisen, in denen ein Kolben 138 positioniert ist. Der Kolben 138 kann so an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, dass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebe 54 an mindestens ein Fahrzeugrad 55 gekoppelt sein, wie nachfolgend näher beschrieben. Außerdem kann ein Anlassermotor (nicht gezeigt) über ein Schwungrad an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Startbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen.Before providing a further description of approaches to reducing compressor pumps while maintaining or increasing compressor efficiency, an exemplary platform is described, here the form of a vehicle that includes an engine, in which the turbocharger of the present disclosure can be installed. 1 represents an exemplary embodiment of a cylinder 14 of an internal combustion engine 10 who is in a vehicle 5 may be included. The engine 10 can at least in part by a control system that is a controller 12 includes, and by input from a driver 130 via an input device 132 to be controlled. In this example, the input device includes 132 an accelerator pedal and a pedal position sensor 134 for generating a proportional pedal position signal PP. The cylinder (here also "combustion chamber") 14 of the engine 10 can combustion chamber walls 136 have in which a piston 138 is positioned. The piston 138 can so on a crankshaft 140 be coupled that a reciprocating movement of the piston is translated into a rotary movement of the crankshaft. The crankshaft 140 can have a gearbox 54 to at least one vehicle wheel 55 be coupled, as described in more detail below. In addition, a starter motor (not shown) can be connected to a crankshaft via a flywheel 140 be coupled to a start operation of the engine 10 to enable.

In einigen Beispielen kann das Fahrzeug 5 ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen sein, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 55 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen handelt es sich bei dem Fahrzeug 5 um ein herkömmliches Fahrzeug nur mit einem Motor oder um ein Elektrofahrzeug nur mit (einer) elektrischen Maschine(n). In dem gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 5 den Motor 10 und eine elektrische Maschine 52. Bei der elektrischen Maschine 52 kann es sich um einen Elektromotor oder einen Motorgenerator handeln. Die Kurbelwelle 140 des Motors 10 und die elektrische Maschine 52 sind über das Getriebe 54 mit den Fahrzeugrädern 55 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 56 eingekuppelt sind. In dem abgebildeten Beispiel sind eine erste Kupplung 56 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 52 bereitgestellt und eine zweite Kupplung 56 zwischen der elektrischen Maschine 52 und dem Getriebe 54 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor der jeweiligen Kupplung 56 senden, um die Kupplung einzukuppeln oder auszukuppeln, um so die Kurbelwelle 140 mit bzw. von der elektrischen Maschine 52 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 52 mit bzw. von dem Getriebe 54 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen. Bei dem Getriebe 54 kann es sich um ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart handeln.In some examples, the vehicle 5 be a hybrid vehicle with multiple torque sources that have one or more vehicle wheels 55 be available. In other examples, the vehicle is 5 a conventional vehicle with only one motor or an electric vehicle with only one electrical machine (s). In the example shown, the vehicle includes 5 the engine 10 and an electrical machine 52 , With the electrical machine 52 it can be an electric motor or a motor generator. The crankshaft 140 of the motor 10 and the electrical machine 52 are about the gearbox 54 with the vehicle wheels 55 connected when one or more couplings 56 are engaged. In the example shown are a first clutch 56 between the crankshaft 140 and the electrical machine 52 provided and a second clutch 56 between the electrical machine 52 and the transmission 54 provided. The control 12 can send a signal to an actuator of the respective clutch 56 send to engage or disengage the clutch so the crankshaft 140 with or from the electrical machine 52 and to connect or disconnect the components connected thereto and / or around the electrical machine 52 with or from the gearbox 54 and to connect or disconnect the associated components. With the transmission 54 it can be a manual transmission, a planetary gear system or another type of transmission.

Der Antriebsstrang kann verschiedenartig ausgelegt sein, darunter als Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug. In Ausführungsformen als Elektrofahrzeug kann eine Systembatterie 58 eine Traktionsbatterie sein, die elektrische Leistung an die elektrische Maschine 52 abgibt, um den Fahrzeugrädern 55 Drehmoment bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen kann die elektrische Maschine 52 zudem als Generator betrieben werden, um beispielsweise während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Laden der Systembatterie 58 bereitzustellen. Es versteht sich, dass die Systembatterie 58 in anderen Ausführungsformen, einschließlich Ausführungsformen als Nicht-Elektrofahrzeug, eine typische Starter-, Licht- und Zündungsbatterie (Starting, Lighting, Ignition Battery - SLI-Batterie) sein kann, die an eine Lichtmaschine gekoppelt ist.The drive train can be designed in various ways, including as a parallel, series or series-parallel hybrid vehicle. In Embodiments as an electric vehicle can be a system battery 58 a traction battery, the electrical power to the electrical machine 52 delivers to the vehicle wheels 55 Provide torque. In some embodiments, the electrical machine 52 can also be operated as a generator, for example to generate electrical power for charging the system battery during braking operation 58 provide. It is understood that the system battery 58 in other embodiments, including non-electric vehicle embodiments, may be a typical starting, lighting, and ignition (SLI) battery that is coupled to an alternator.

Der Zylinder 14 des Motors 10 kann über eine Reihe von Ansaugluftkanälen 142, 144 und 146 Ansaugluft aufnehmen. Der Ansaugluftkanal 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit anderen Zylindern des Motors 10 kommunizieren. In einigen Beispielen können einer oder mehrere der Ansaugkanäle eine Aufladevorrichtung, wie etwa einen Turbolader oder einen Kompressor, beinhalten. Beispielsweise zeigt 1 den Motor 10 mit einem Turbolader ausgelegt, der einen zwischen den Ansaugkanälen 142 und 144 angeordneten Verdichter 174 und eine entlang einem Abgaskanal 148 angeordnete Abgasturbine 176 beinhaltet. Der Verdichter 174 kann zumindest teilweise über eine Welle 180 durch die Abgasturbine 176 mit Strom versorgt werden, wenn die Aufladevorrichtung als Turbolader ausgelegt ist. In einigen Beispielen kann die Abgasturbine 176 eine Turbine mit variabler Geometrie (Variable Geometry Turbine - VGT) sein, wobei die Turbinengeometrie durch Betätigen von Turbinenschaufeln in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und anderen Betriebsbedingungen aktiv variiert wird. In einem Beispiel können die Turbinenschaufeln an einem ringförmigen Ring gekoppelt sein, und der Ring kann gedreht werden, um eine Position der Turbinenschaufeln einzustellen. In einem anderen Beispiel können eine oder mehrere der Turbinenschaufeln einzeln oder gemeinsam gedreht werden. Durch das Einstellen der Position der Turbinenschaufeln kann beispielsweise eine Querschnittsöffnung (oder -fläche) der Abgasturbine 176 eingestellt werden. In anderen Beispielen, wie etwa, wenn der Motor 10 mit einem Kompressor bereitgestellt ist, können der Verdichter 174 jedoch durch mechanische Eingaben von einem Elektromotor oder dem Motor mit Leistung versorgt und die Abgasturbine 176 optional weggelassen werden.The cylinder 14 of the motor 10 can be via a series of intake air ducts 142 . 144 and 146 Take in intake air. The intake air duct 146 can in addition to the cylinder 14 with other cylinders of the engine 10 communicate. In some examples, one or more of the intake passages may include a charging device, such as a turbocharger or a compressor. For example, shows 1 the engine 10 designed with a turbocharger, one between the intake ducts 142 and 144 arranged compressor 174 and one along an exhaust duct 148 arranged exhaust gas turbine 176 includes. The compressor 174 can at least partially over a wave 180 through the exhaust gas turbine 176 be supplied with power if the charging device is designed as a turbocharger. In some examples, the exhaust turbine 176 a variable geometry turbine (VGT), the turbine geometry being actively varied by actuating turbine blades depending on the engine speed and other operating conditions. In one example, the turbine blades may be coupled to an annular ring and the ring may be rotated to adjust a position of the turbine blades. In another example, one or more of the turbine blades can be rotated individually or together. By adjusting the position of the turbine blades, for example, a cross-sectional opening (or area) of the exhaust gas turbine 176 can be set. In other examples, such as when the engine 10 is provided with a compressor, the compressor 174 however powered by mechanical inputs from an electric motor or the engine and the exhaust gas turbine 176 optionally omitted.

Eine Drossel 162, die eine Drosselklappe 164 aufweist, kann in den Motoransaugkanälen bereitgestellt sein, um die Strömungsrate und/oder den Druck der Ansaugluft, die den Motorzylindern bereitgestellt wird, zu variieren. Beispielsweise kann die Drossel 162 stromabwärts des Verdichters 174 positioniert werden, wie in 1 gezeigt, oder sie kann alternativ stromaufwärts des Verdichters 174 bereitgestellt werden. Ein Drosselpositionssensor kann bereitgestellt werden, um eine Position der Drosselklappe 164 zu ermitteln.A thrush 162 who have a throttle 164 may be provided in the engine intake ports to vary the flow rate and / or pressure of the intake air provided to the engine cylinders. For example, the throttle 162 downstream of the compressor 174 be positioned as in 1 shown, or alternatively it can be upstream of the compressor 174 to be provided. A throttle position sensor may be provided to determine a position of the throttle valve 164 to investigate.

Der Abgaskanal 148 kann Abgase aus anderen Zylindern des Motors 10 zusätzlich zu Zylinder 14 aufnehmen. Der Darstellung nach ist ein Abgassensor 128 stromaufwärts einer Emissionsbegrenzungsvorrichtung 178 an den Abgaskanal 148 gekoppelt. Der Abgassensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Angabe des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (Air/Fuel Ratio - AFR) des Abgases ausgewählt sein, wie beispielsweise einer linearen Lambdasonde oder UEGO-Sonde (Breitband- oder Weitbereichslambdasonde), einer binären Lambdasonde oder EGO-Sonde (wie abgebildet), einer HEGO-Sonde (beheizten EGO-Sonde), einem NOx-, HC- oder CO-Sensor. Bei der Emissionsbegrenzungsvorrichtung 178 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator, eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionsbegrenzungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus handeln.The exhaust duct 148 can exhaust gases from other cylinders of the engine 10 in addition to cylinders 14 take up. According to the illustration, it is an exhaust gas sensor 128 upstream of an emission control device 178 to the exhaust duct 148 coupled. The exhaust gas sensor 128 can be selected from various suitable sensors to provide an indication of the air / fuel ratio (AFR) of the exhaust gas, such as, for example, a linear lambda probe or UEGO probe (broadband or wide-range lambda probe), a binary lambda probe or EGO Probe (as shown), a HEGO probe (heated EGO probe), a NOx, HC or CO sensor. With the emission control device 178 can be a three-way catalyst, a NOx trap, various other emission control devices, or combinations thereof.

Die Abgasrückführung (AGR) kann dem Motor über ein Hochdruck-AGR-System 83 bereitgestellt werden, wodurch Abgas aus einer Zone mit höherem Druck im Abgaskanal 148, stromaufwärts der Turbine 176, zu einer Zone mit niedrigerem Druck im Ansaugluftkanal 146, stromabwärts des Verdichters 174 und der Drossel 162, über einen AGR-Kanal 81 gefördert wird. In anderen Beispielen (in 1 nicht gezeigt) kann eine Niederdruck-AGR zusätzlich oder alternativ über ein Niederdruck-AGR-System bereitgestellt werden, das eine Region des Abgaskanals 148 zwischen der Turbine 176 und der Emissionsbegrenzungsvorrichtung 178 an den Ansaugluftkanal 142 koppelt.Exhaust gas recirculation (EGR) can be delivered to the engine via a high pressure EGR system 83 are provided, whereby exhaust gas from a zone with higher pressure in the exhaust duct 148 , upstream of the turbine 176 , to a zone with lower pressure in the intake air duct 146 , downstream of the compressor 174 and the throttle 162 , via an EGR channel 81 is promoted. In other examples (in 1 (not shown), a low pressure EGR can additionally or alternatively be provided via a low pressure EGR system that covers a region of the exhaust gas duct 148 between the turbine 176 and the emission control device 178 to the intake air duct 142 coupled.

Ein Umfang der AGR, die dem Ansaugkanal 146 bereitgestellt wird, kann durch die Steuerung 12 über das AGR-Ventil 80 variiert werden. Beispielsweise kann die Steuerung 12 eine Position des AGR-Ventils 80 einstellen, um die Abgasmenge, die durch den AGR-Kanal 81 strömt, einzustellen. Das AGR-Ventil 80 kann zwischen einer komplett geschlossenen Position, in welcher die Abgasströmung durch den AGR-Kanal 81 blockiert wird, und einer komplett offenen Position, in der die Abgasströmung durch den AGR-Kanal zugelassen wird, eingestellt werden. Um ein Beispiel zu nennen, kann das AGR-Ventil 80 zwischen der komplett geschlossenen Position und der komplett offenen Position kontinuierlich variierbar sein. Somit kann die Steuerung einen Öffnungsgrad des AGR-Ventils 80 vergrößern, um einen Umfang der AGR, die dem Ansaugkanal 146 bereitgestellt wird, zu erhöhen, und den Öffnungsgrad des AGR-Ventils 80 verkleinern, um den Umfang der AGR, die dem Ansaugkanal 146 bereitgestellt wird, zu verringern. Die AGR kann abgekühlt werden, indem sie durch den AGR-Kühler 85 innerhalb des AGR-Kanals 81 geführt wird. Der AGR-Kühler 85 kann Wärme aus den AGR-Gasen in Motorkühlmittel abgeben, um ein Beispiel zu nennen.A scope of EGR covering the intake duct 146 can be provided by the controller 12 via the EGR valve 80 can be varied. For example, the controller 12 a position of the EGR valve 80 adjust the amount of exhaust gas flowing through the EGR channel 81 flows to adjust. The EGR valve 80 can be between a completely closed position in which the exhaust gas flow through the EGR channel 81 is blocked, and a completely open position in which the exhaust gas flow through the EGR channel is permitted. To give an example, the EGR valve 80 be continuously variable between the fully closed position and the fully open position. Thus, the controller can control an opening degree of the EGR valve 80 enlarge to an extent of the EGR that the intake duct 146 is provided to increase and the degree of opening of the EGR valve 80 zoom out to the extent of the EGR that the intake duct 146 is provided to decrease. The EGR can be cooled by going through the EGR cooler 85 within the EGR channel 81 to be led. The EGR cooler 85 can give off heat from the EGR gases into engine coolant, to give an example.

Unter manchen Bedingungen kann das AGR-System dazu verwendet werden, die Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemischs innerhalb des Zylinders 14 zu regulieren. Dementsprechend kann es wünschenswert sein, den AGR-Massenstrom zu messen oder zu schätzen. AGR-Sensoren können im Inneren des AGR-Kanals 81 angeordnet sein und eine Angabe zu einem oder mehreren beispielsweise von Massenstrom, Druck und Temperatur des Abgases bereitstellen. Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile aufweisen. Beispielsweise weist der Zylinder 14 der Darstellung nach mindestens ein Einlasstellerventil 150 und mindestens ein Auslasstellerventil 156, die in einer oberen Region des Zylinders 14 angeordnet sind, auf. In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10, einschließlich des Zylinders 14, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile aufweisen, die in einer oberen Region des Zylinders angeordnet sind. Das Einlassventil 150 kann durch die Steuerung 12 über einen Aktor 152 gesteuert werden. Gleichermaßen kann das Auslassventil 156 über einen Aktor 154 durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Die Positionen des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 können durch jeweilige Ventilpositionssensoren (nicht gezeigt) bestimmt werden.In some conditions, the EGR system can be used to measure the temperature of the air-fuel mixture within the cylinder 14 to regulate. Accordingly, it may be desirable to measure or estimate the EGR mass flow. EGR sensors can be inside the EGR channel 81 be arranged and provide an indication of one or more of, for example, mass flow, pressure and temperature of the exhaust gas. Every cylinder of the engine 10 may have one or more intake valves and one or more exhaust valves. For example, the cylinder 14 as shown at least one inlet valve 150 and at least one exhaust valve 156 that are in an upper region of the cylinder 14 are arranged on. In some examples, each cylinder of the engine 10 , including the cylinder 14 , have at least two inlet actuator valves and at least two outlet actuator valves which are arranged in an upper region of the cylinder. The inlet valve 150 can by the controller 12 via an actuator 152 to be controlled. Likewise, the exhaust valve 156 via an actuator 154 through the controller 12 to be controlled. The positions of the intake valve 150 and the exhaust valve 156 can be determined by respective valve position sensors (not shown).

Bei Vorliegen mancher Bedingungen kann die Steuerung 12 die den Aktoren 152 und 154 bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen des Einlass- bzw. Auslassventils zu steuern. Bei den Ventilaktoren kann es sich um Ventilaktoren mit elektrischer Ventilbetätigung, um Ventilaktoren mit Nockenbetätigung oder eine Kombination daraus handeln. Die Zeitsteuerung des Einlass- und Auslassventils kann gleichzeitig gesteuert werden, oder es kann eine beliebige von einer Möglichkeit zur variablen Einlassnockenzeitsteuerung, zur variablen Auslassnockenzeitsteuerung, zur dualen unabhängigen variablen Nockenzeitsteuerung oder zur festen Nockenzeitsteuerung verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken beinhalten und eines oder mehrere aus Systemen zur Nockenprofilverstellung (Cam Profile Switching - CPS), variablen Nockenzeitsteuerung (Variable Cam Timing - VCT), variablen Ventilzeitsteuerung (Variable Valve Timing - WT) und/oder zum variablen Ventilhub (Variable Valve Lift - VVL), die durch die Steuerung 12 betrieben werden können, zum Variieren des Ventilbetriebs verwenden. Zum Beispiel kann der Zylinder 14 alternativ ein über elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über Nockenbetätigung einschließlich CPS und/oder VCT gesteuertes Auslassventil aufweisen. In anderen Beispielen können das Einlass- und Auslassventil durch einen gemeinsamen Ventilaktor (oder ein gemeinsames Betätigungssystem) oder einen Aktor (oder ein Betätigungssystem) zur variablen Ventilzeitsteuerung gesteuert werden.If there are certain conditions, the control can 12 the the actuators 152 and 154 provided signals vary to control the opening and closing of the intake and exhaust valves. The valve actuators can be valve actuators with electrical valve actuation, valve actuators with cam actuation or a combination thereof. The intake and exhaust valve timing may be controlled simultaneously, or any of a variety of variable intake cam timing, variable exhaust cam timing, dual independent variable cam timing, or fixed cam timing may be used. Each cam actuation system can include one or more cams and one or more of cam profile switching (CPS) systems, variable cam timing (VCT), variable valve timing (WT) and / or variable valve lift ( Variable Valve Lift - VVL) by the controller 12 can be used to vary the valve operation. For example, the cylinder 14 alternatively have an intake valve controlled via electrical valve actuation and an exhaust valve controlled via cam actuation including CPS and / or VCT. In other examples, the intake and exhaust valves can be controlled by a common valve actuator (or a common actuation system) or an actuator (or an actuation system) for variable valve timing.

Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, wobei es sich um ein Verhältnis vom Volumen des Kolbens 138 am unteren Totpunkt (UT) zu dem am oberen Totpunkt (OT) handelt. In einem Beispiel liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, wie etwa, wenn andere Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch höher sein. Hierzu kann es beispielsweise kommen, wenn Kraftstoffe mit einer höheren Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Verdichtungsverhältnis kann zudem erhöht sein, wenn Direkteinspritzung verwendet wird, da sich diese auf das Motorklopfen auswirkt.The cylinder 14 can have a compression ratio, which is a ratio of the volume of the piston 138 at bottom dead center (UT) to that at top dead center (OT). In one example, the compression ratio is in the range of 9: 1 to 10: 1. However, in some examples, such as when using other fuels, the compression ratio may be higher. This can happen, for example, if fuels with a higher octane number or fuels with a higher latent enthalpy of vaporization are used. The compression ratio can also be increased if direct injection is used as this affects engine knock.

In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 192 zum Einleiten der Verbrennung beinhalten. Ein Zündsystem 190 kann der Brennkammer 14 als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA (Spark Advance) von der Steuerung 12 bei ausgewählten Betriebsmodi über die Zündkerze 192 einen Zündfunken bereitstellen. Ein Zeitpunkt des Signals SA kann auf Motorbetriebsbedingungen und dem Fahrerdrehmomentbedarf beruhend eingestellt werden. Beispielsweise kann der Zündfunken zu einem Zeitpunkt für maximales Bremsmoment (Maximum Brake Torque - MBT) bereitgestellt werden, um die Leistung und den Wirkungsgrad des Motors zu maximieren. Die Steuerung 12 kann Motorbetriebsbedingungen, einschließlich der Motordrehzahl, Motorlast und Abgas-AFR, in eine Lookup-Tabelle eingeben und den entsprechenden MBT-Zeitpunkt für die eingegebenen Motorbetriebsbedingungen ausgeben.In some examples, each cylinder of the engine 10 a spark plug 192 to initiate combustion. An ignition system 190 can the combustion chamber 14 in response to a preignition signal SA (Spark Advance) from the controller 12 in selected operating modes via the spark plug 192 provide a spark. A time of the signal SA can be adjusted based on engine operating conditions and driver torque requirements. For example, the spark can be provided at a maximum brake torque (MBT) at a time to maximize engine performance and efficiency. The control 12 can enter engine operating conditions, including engine speed, engine load and exhaust AFR, into a lookup table and output the appropriate MBT time for the engine operating conditions entered.

In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen ausgelegt sein, um diesem Kraftstoff bereitzustellen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist gezeigt, dass der Zylinder 14 eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 beinhaltet. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 kann dazu ausgelegt sein, aus einem Kraftstoffsystem 8 aufgenommenen Kraftstoff zuzuführen. Das Kraftstoffsystem 8 kann einen/eine oder mehrere Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und Kraftstoffleitungen beinhalten. Der Darstellung nach ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 direkt an den Zylinder 14 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals FPW, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, direkt in diesen einzuspritzen. Auf diese Art und Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 eine sogenannte Direkteinspritzung (im Folgenden auch als „DI“ (Direct Injection) bezeichnet) von Kraftstoff in den Zylinder 14 bereit. Wenngleich die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 in 1 auf einer Seite des Zylinders 14 positioniert gezeigt ist, kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 alternativ dazu oberhalb des Kolbens angeordnet sein, wie etwa nahe der Position der Zündkerze 192. Eine derartige Position kann die Mischung und Verbrennung verbessern, wenn der Motor mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, da einige Kraftstoffe auf Alkoholbasis eine niedrigere Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ kann die Einspritzvorrichtung oberhalb und nahe dem Einlassventil angeordnet sein, um die Mischung zu verbessern. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 aus einem Kraftstofftank des Kraftstoffsystems 8 über eine Hochdruckkraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler zugeführt werden. Ferner kann der Kraftstofftank einen Druckwandler aufweisen, welcher der Steuerung 12 ein Signal bereitstellt.In some examples, each cylinder of the engine 10 be configured with one or more fuel injectors to provide fuel thereto. As a non-limiting example, it is shown that the cylinder 14 a fuel injector 166 includes. The fuel injector 166 can be designed from a fuel system 8th to supply the fuel consumed. The fuel system 8th may include one or more fuel tanks, fuel pumps, and fuel lines. The illustration shows the fuel injector 166 directly to the cylinder 14 coupled to fuel proportional to the pulse width of the FPW signal generated by the controller 12 via an electronic driver 168 is received to inject directly into this. In this way, the fuel injector 166 a so-called direct injection (hereinafter also referred to as “DI” (Direct Injection)) of fuel into the cylinder 14 ready. Although the fuel injector 166 in 1 on one side of the cylinder 14 is shown positioned, the fuel injector 166 alternatively, be located above the piston, such as near the position of the spark plug 192 , Such a position can improve mixing and combustion when the engine is running on an alcohol-based fuel, since some alcohol-based fuels have a lower volatility. Alternatively, the injector may be located above and near the inlet valve to improve mixing. Fuel can be injected into the fuel injector 166 from a fuel tank of the fuel system 8th are supplied via a high pressure fuel pump and a fuel rail. Furthermore, the fuel tank can have a pressure converter, which is the control 12 provides a signal.

In einem alternativen Beispiel kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 in einer Auslegung, die eine sogenannte Kraftstoffeinspritzung mit einer Düse pro Einlasskanal (im Folgenden auch als Port Fuel Injection - „PFI“ bezeichnet) in eine Einlassmündung stromaufwärts des Zylinders 14 bereitstellt, in einem Ansaugkanal 146 angeordnet sein, statt direkt an den Zylinder 14 gekoppelt zu sein. In noch anderen Beispielen kann der Zylinder 14 mehrere Einspritzvorrichtungen beinhalten, die als Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen, Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen oder eine Kombination davon ausgelegt sein können. Demnach versteht es sich, dass die in dieser Schrift beschriebenen Kraftstoffsysteme nicht durch die hier exemplarisch beschriebenen konkreten Auslegungen von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen einzuschränken sind.In an alternative example, the fuel injector 166 in one design, the so-called fuel injection with one nozzle per intake port (hereinafter also referred to as Port Fuel Injection - "PFI") into an intake port upstream of the cylinder 14 provides in an intake duct 146 be arranged instead of directly on the cylinder 14 to be coupled. In still other examples, the cylinder 14 include multiple injectors that can be configured as direct fuel injectors, intake manifold fuel injectors, or a combination thereof. Accordingly, it goes without saying that the fuel systems described in this document should not be restricted by the specific designs of fuel injection devices described here by way of example.

Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 kann dazu ausgelegt sein, unterschiedliche Kraftstoffe aus dem Kraftstoffsystem 8 in variierenden relativen Mengen als Kraftstoffgemisch aufzunehmen, und sie kann ferner dazu ausgelegt sein, dieses Kraftstoffgemisch direkt in den Zylinder 14 einzuspritzen. Ferner kann dem Zylinder 14 während unterschiedlicher Takte eines einzelnen Zyklus des Zylinders Kraftstoff zugeführt werden. Zum Beispiel kann direkt eingespritzter Kraftstoff mindestens teilweise während eines vorherigen Ausstoßtakts, während eines Ansaugtakts und/oder während eines Verdichtungstakts zugeführt werden. Demnach können für einen einzigen Verbrennungsvorgang eine oder mehrere Einspritzungen von Kraftstoff pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungstakts, Ansaugtakts oder einer beliebigen geeigneten Kombination daraus durchgeführt werden, was als aufgeteilte Kraftstoffeinspritzung bezeichnet wird.The fuel injector 166 can be designed to extract different fuels from the fuel system 8th in varying relative amounts as a fuel mixture, and it may also be configured to feed this fuel mixture directly into the cylinder 14 inject. Furthermore, the cylinder 14 fuel is supplied to the cylinder during different strokes of a single cycle. For example, directly injected fuel may be supplied at least partially during a previous exhaust stroke, during an intake stroke, and / or during a compression stroke. Accordingly, one or more fuel injections per cycle can be performed for a single combustion process. The multiple injections may be performed during the compression stroke, intake stroke, or any suitable combination thereof, which is referred to as split fuel injection.

Kraftstofftanks in dem Kraftstoffsystem 8 können Kraftstoffe unterschiedlicher Kraftstoffarten fassen, wie etwa Kraftstoffe mit unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten und unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen. Zu den Unterschieden können unterschiedliche Alkoholgehalte, unterschiedliche Wassergehalte, unterschiedliche Oktanzahlen, unterschiedliche Verdampfungswärmen, unterschiedliche Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen daraus usw. gehören. Zu einem Beispiel für Kraftstoffe mit unterschiedlichen Verdampfungswärmen zählt Benzin als erste Kraftstoffart mit einer niedrigeren Verdampfungswärme und Ethanol als zweite Kraftstoffart mit einer höheren Verdampfungswärme. In einem anderen Beispiel kann der Motor Benzin als erste Kraftstoffart und ein alkoholhaltiges Kraftstoffgemisch, wie etwa E85 (das ungefähr zu 85 % aus Ethanol und zu 15 % aus Benzin besteht) oder M85 (das ungefähr zu 85 % aus Methanol und zu 15 % aus Benzin besteht), als zweite Kraftstoffart verwenden. Zu weiteren möglichen Stoffen gehören Wasser, Methanol, ein Gemisch aus Ethanol und Wasser, ein Gemisch aus Wasser und Methanol, ein Gemisch aus Alkoholen usw. In noch einem anderen Beispiel kann es sich bei beiden Kraftstoffen um Alkoholgemische mit variierenden Alkoholzusammensetzungen handeln, wobei die erste Kraftstoffart ein Benzin-Alkohol-Gemisch mit einer niedrigeren Alkoholkonzentration sein kann, wie etwa E10 (das ungefähr zu 10 % aus Ethanol besteht), während die zweite Kraftstoffart ein Benzin-Alkohol-Gemisch mit einer höheren Alkoholkonzentration sein kann, wie etwa E85 (das ungefähr zu 85 % aus Ethanol besteht). Des Weiteren können sich der erste und der zweite Kraftstoff zudem in Bezug auf weitere Kraftstoffqualitäten unterscheiden, wie etwa einen Unterschied bei der Temperatur, Viskosität, Oktanzahl usw. aufweisen. In einem weiteren Beispiel können Kraftstofftanks in dem Kraftstoffsystem 8 Dieselkraftstoff fassen. Darüber hinaus können die Kraftstoffeigenschaften eines oder beider Kraftstofftanks häufig variieren, beispielsweise aufgrund täglicher Schwankungen beim Befüllen des Tanks.Fuel tanks in the fuel system 8th can hold fuels of different types of fuel, such as fuels with different fuel qualities and different fuel compositions. The differences can include different alcohol contents, different water contents, different octane numbers, different heat of vaporization, different fuel mixtures and / or combinations thereof, etc. An example of fuels with different heat of vaporization includes gasoline as the first fuel type with a lower heat of vaporization and ethanol as a second fuel type with a higher heat of vaporization. In another example, the engine may be petrol as the first type of fuel and an alcohol fuel mixture, such as E85 (which is approximately 85% ethanol and 15% gasoline) or M85 (approximately 85% methanol and 15% fuel) Gasoline exists), use as the second type of fuel. Other possible substances include water, methanol, a mixture of ethanol and water, a mixture of water and methanol, a mixture of alcohols, etc. In yet another example, both fuels can be alcohol mixtures with varying alcohol compositions, the first of which Fuel type can be a gasoline-alcohol mixture with a lower alcohol concentration, such as E10 (which is approximately 10% ethanol), while the second fuel type can be a gasoline-alcohol mixture with a higher alcohol concentration, such as E85 (that consists of approximately 85% ethanol). Furthermore, the first and the second fuel may also differ in terms of other fuel qualities, such as a difference in temperature, viscosity, octane number, etc. In another example, fuel tanks can be in the fuel system 8th Grasp diesel fuel. In addition, the fuel properties of one or both fuel tanks can often vary, for example due to daily fluctuations in the filling of the tank.

Die Steuerung 12 ist in 1 als Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme (z. B. ausführbare Anweisungen) und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als nichtflüchtiger Festwertspeicherchip 110 gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 112, Keep-Alive-Speicher 114 und einen Datenbus beinhaltet. Die Steuerung 12 kann verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der zuvor erörterten Signale und zusätzlich einschließlich einer Messung der induzierten Luftmassenströmung (Mass Air Flow - MAF) von einem Luftmassensensor 122; einer Motorkühlmitteltemperatur (Engine Coolant Temperature - ECT) von einem Temperatursensor 116, der an eine Kühlhülse 118 gekoppelt ist; eines Abgasdrucks von einem Drucksensor 158, der an einen Abgaskanal 148 stromaufwärts der Turbine 176 gekoppelt ist; eines Zündungsimpulsgebersignals (Profile Ignition Pickup - PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Drosselposition (Throttle Position - TP) von dem Drosselpositionssensor; des Signals EGO von dem Abgassensor 128, das durch die Steuerung 12 dazu verwendet werden kann, das AFR des Abgases zu bestimmen; und eines Krümmerabsolutdrucksignals (Absolute Manifold Pressure - MAP) von einem MAP-Sensor 124. Ein Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 anhand des Signals PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von dem MAP-Sensor 124 kann dazu verwendet werden, eine Angabe zum Unterdruck oder Druck im Ansaugkrümmer bereitzustellen. Die Steuerung 12 kann eine Motortemperatur auf der Grundlage der Motorkühlmitteltemperatur ableiten.The control 12 is in 1 shown as a microcomputer, which is a microprocessor unit 106 , Input / output connections 108 , an electronic storage medium for executable programs (e.g. executable instructions) and calibration values, which in this specific example is a non-volatile read-only memory chip 110 random access memory is shown 112 , Keep alive memory 114 and includes a data bus. The control 12 can send various signals to the engine 10 coupled sensors received, including the signals previously discussed and additionally including a measurement of the mass air flow (MAF) from an air mass sensor 122 ; an engine coolant temperature (ECT) from a temperature sensor 116 attached to a cooling sleeve 118 is coupled; exhaust gas pressure from a pressure sensor 158 , the to an exhaust duct 148 upstream of the turbine 176 is coupled; a Profile Ignition Pickup (PIP) signal from a Hall effect sensor 120 (or some other type) attached to the crankshaft 140 is coupled; a throttle position (TP) from the throttle position sensor; of the EGO signal from the exhaust gas sensor 128 that by the controller 12 can be used to determine the AFR of the exhaust gas; and an absolute manifold pressure (MAP) signal from a MAP sensor 124 , An engine speed signal, RPM, can be controlled by the controller 12 are generated on the basis of the signal PIP. The manifold pressure signal MAP from the MAP sensor 124 can be used to provide an indication of the vacuum or pressure in the intake manifold. The control 12 can derive an engine temperature based on the engine coolant temperature.

Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1 ein, um den Motorbetrieb auf der Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen. Beim Empfangen von Signalen von verschiedenen Sensoren kann die Motorsteuerung beispielsweise Steuersignale an einen Aktor, um die Position einer variablen Einlassvorrichtung (VID) des Verdichters 174 zu verändern, und/oder an einen Aktor einer aktiven Gehäusestrukturierung, die entlang einer Einlassleitung des Verdichters 174 angeordnet ist, senden (wie weiter unten unter Bezugnahme auf die 6, 7 und 9 beschrieben). Beispielsweise kann die Steuerung ein elektronisches Signal an einen Aktor der VID senden, um die VID als Reaktion auf eine aktuelle Motordrehzahl und Motorlast relativ zu einer Pumpschwelle des Verdichters von einer offenen zu einer geschlossenen Position oder von einer geschlossenen zu einer offenen Position einzustellen. In anderen Beispielen können die Positionen der VID und der Gehäusestrukturierung anhand eines einzelnen Aktors auf Motorbedingungen reagierend simultan eingestellt werden.The control 12 receives signals from the various sensors 1 and exposes the different actuators 1 to adjust engine operation based on the received signals and instructions stored in a memory of the controller. For example, when receiving signals from various sensors, the engine controller can send control signals to an actuator to determine the position of a variable intake device (VID) of the compressor 174 to change, and / or to an actuator of an active housing structure, which runs along an inlet line of the compressor 174 is arranged (as below with reference to the 6 . 7 and 9 ) Described. For example, the controller may send an electronic signal to an actuator of the VID to adjust the VID in response to a current engine speed and load relative to a pump threshold of the compressor from an open to a closed position or from a closed to an open position. In other examples, the positions of the VID and the housing structure can be set simultaneously using a single actuator to react to engine conditions.

Wie vorstehend beschrieben, zeigt 1 lediglich einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Demnach kann jeder Zylinder gleichermaßen einen eigenen Satz Einlass-/Auslassventile, Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en), eine eigene Zündkerze usw. beinhalten. Es versteht sich, dass der Motor 10 eine beliebige geeignete Anzahl an Zylindern, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylindern, beinhalten kann. Ferner kann jeder dieser Zylinder einige oder alle der verschiedenen Komponenten beinhalten, die in 1 unter Bezugnahme auf den Zylinder 14 beschrieben und dargestellt sind.As described above, shows 1 only one cylinder of a multi-cylinder engine. Accordingly, each cylinder may equally include its own set of intake / exhaust valves, fuel injector (s), spark plug, etc. It is understood that the engine 10 may include any suitable number of cylinders, including 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 or more cylinders. Furthermore, each of these cylinders may include some or all of the various components shown in 1 referring to the cylinder 14 are described and shown.

2A-2B zeigen eine Schnittansicht eines ersten Beispiels für einen Verdichters 202 eines Turboladers, der eine aktive Gehäusestrukturierung (Active Casing Treatment - ACT) und eine variable Einlassvorrichtung (VID) 240, die in einer Einlassleitung (z. B. einem Ansaugkanal) des Verdichters 202 positioniert ist, aufweist. In einem Beispiel kann der Verdichter 202 der Verdichter 174 aus 1 sein. Eine Turbine, wie etwa die in 1 gezeigte Turbine 176, kann über eine Welle 204 drehbar an den Verdichter 202 gekoppelt sein. Konkret wandelt die Turbine die Energie des Abgases in Rotationsenergie zum Drehen der Welle 204, die mit einem Laufrad 206 verbunden ist, um. Das Laufrad 206 kann in dieser Schrift auch als Verdichterrad bezeichnet werden. Der Verdichter 202 weist das Laufrad 206, Diffusoren 208, Spiralen (z. B. Verdichterkammern) 210, eine aktive Gehäusestrukturierung 212 und ein Gehäuse 214 auf. Durch die Drehung des Laufrads 206 wird Gas durch einen Verdichtereinlass 216 des Gehäuses 214 in den Verdichter 202 gesaugt. Als nicht einschränkende Beispiele können zu dem Gas Luft aus einem Ansaugkanal, Abgasluft (wie beispielsweise, wenn eine externe Abgasrückführung verwendet wird), ein Luft/Kraftstoff-Gemisch (wie beispielsweise aus einem Kraftstoffdampfbehälter oder dem Kurbelgehäuse des Motors) und Kombinationen daraus gehören. Gas strömt aus dem Verdichtereinlass 216 und wird durch das Laufrad 206 beschleunigt, bevor es durch den Diffusor 208 in die Spirale 210 strömt. Der Diffusor 208 und die Spirale 210 bremsen das Gas ab, was zu einer Erhöhung des Drucks in der Spirale 210 führt. Unter Druck stehendes Gas kann von der Spirale 210 zum Ansaugkrümmer strömen. 2A - 2 B show a sectional view of a first example of a compressor 202 of a turbocharger that has an active casing structuring (Active Casing Treatment - ACT) and a variable intake device (VID) 240 that are in an inlet line (e.g. an intake duct) of the compressor 202 is positioned. In one example, the compressor 202 the compressor 174 out 1 his. A turbine like the one in 1 shown turbine 176 , can over a wave 204 rotatable to the compressor 202 be coupled. Specifically, the turbine converts the energy of the exhaust gas into rotational energy for rotating the shaft 204 that with an impeller 206 is connected to. The impeller 206 can also be called a compressor wheel in this document. The compressor 202 points the impeller 206 , Diffusers 208 , Spirals (e.g. compression chambers) 210 , an active case structuring 212 and a housing 214 on. By rotating the impeller 206 becomes gas through a compressor inlet 216 of the housing 214 in the compressor 202 sucked. As non-limiting examples, the gas may include air from an intake duct, exhaust air (such as when using external exhaust gas recirculation), an air / fuel mixture (such as from a fuel vapor canister or the engine crankcase), and combinations thereof. Gas flows out of the compressor inlet 216 and is by the impeller 206 accelerates before passing through the diffuser 208 into the spiral 210 flows. The diffuser 208 and the spiral 210 slow down the gas, causing an increase in pressure in the spiral 210 leads. Pressurized gas can come from the spiral 210 flow to the intake manifold.

Elemente im Verdichter 202 können bezogen auf die Richtung des Gasströmungswegs durch den Verdichter 202 beschrieben werden. Ein Element, das sich bezogen auf einen Bezugspunkt im Wesentlichen in der Richtung des Gasstroms befindet, liegt stromabwärts des Bezugspunkts. Ein Element, das bezogen auf einen Bezugspunkt der Richtung des Gasstroms im Wesentlichen entgegengesetzt ist, liegt stromaufwärts des Bezugspunkts. Beispielsweise befindet sich der Verdichtereinlass 216 stromaufwärts des Laufrads 206, das sich stromaufwärts des Diffusors 208 befindet. Der Diffusor 208 befindet sich stromabwärts des Laufrads 206, das sich stromabwärts des Verdichtereinlasses 216 befindet.Elements in the compressor 202 can refer to the direction of gas flow path through the compressor 202 to be discribed. An element that is substantially in the direction of the gas flow with respect to a reference point is downstream of the reference point. An element that is substantially opposite to the direction of the gas flow with respect to a reference point lies upstream of the reference point. For example, the compressor inlet is located 216 upstream of the impeller 206 that is upstream of the diffuser 208 located. The diffuser 208 is located downstream of the impeller 206 that is downstream of the compressor inlet 216 located.

Das Laufrad 206 weist eine Nabe 218 und eine Vielzahl von Schaufelblättern, einschließlich einer Vollschaufel 220 und einer Splitterschaufel 222, auf. Das Laufrad 206 kann auch eine Vollschaufel 220 ohne eine Splitterschaufel 222 aufweisen. Die Vollschaufel 220 und die Splitterschaufel 222 sind an der Nabe 218 angebracht. Bei der Kante der Vollschaufel 220, die sich im Inneren des Verdichters 202 am weitesten stromaufwärts befindet, handelt es sich um die Anströmkante der Vollschaufel 220. Gleichermaßen weist die Splitterschaufel 222 eine Anströmkante an dem Abschnitt der Splitterschaufel 222 auf, der sich am weitesten stromaufwärts befindet. Die Anströmkante der Vollschaufel 220 befindet sich stromaufwärts der Splitterschaufel 222. Das Laufrad 206 weist weiterhin eine Drehachse 224 auf, die mit einer Drehachse für die Antriebswelle 204 und einer Turbinennabe der Turbine (nicht gezeigt) gefluchtet ist. Die Drehachse 224 ist im Wesentlichen parallel zum Gasstrom am Verdichtereinlass 216 und im Wesentlichen senkrecht zum Gasstrom am Diffusor 208. Die Drehachse 224 kann in dieser Schrift auch als Mittelachse des Verdichters 202 bezeichnet werden.The impeller 206 has a hub 218 and a variety of airfoils, including a full airfoil 220 and a shovel 222 , on. The impeller 206 can also be a full shovel 220 without a shovel 222 exhibit. The full bucket 220 and the splinter shovel 222 are on the hub 218 appropriate. At the edge of the full bucket 220 that are inside the compressor 202 furthest upstream, it is the leading edge of the full blade 220 , Likewise, the splinter scoop points 222 a leading edge at the portion of the splitter blade 222 most upstream. The leading edge of the full bucket 220 is located upstream of the splinter vane 222 , The impeller 206 still has an axis of rotation 224 on that with an axis of rotation for the drive shaft 204 and a turbine hub of the turbine (not shown) is aligned. The axis of rotation 224 is essentially parallel to the gas flow at the compressor inlet 216 and essentially perpendicular to the gas flow at the diffuser 208 , The axis of rotation 224 can also be used in this document as the central axis of the compressor 202 be designated.

Das Gehäuse 214 weist einen Verdichtereinlass 216, einen Ansaugkanal (in dieser Schrift auch als Einlassleitung bezeichnet) 226, Rückführkanäle 228 (wovon nur einer gekennzeichnet ist), Rückführmündungen 230 (wovon nur eine gekennzeichnet ist) und Ausblasemündungen 232 (wovon nur eine gekennzeichnet ist) auf. Das Laufrad 206 ist in dem Ansaugkanal 226 enthalten. Jede Ausblasemündung 232 befindet sich stromabwärts der Anströmkante der Voll schaufel 220 und stromaufwärts der Anströmkante der Splitterschaufel 222. Jede Rückführmündung 230 befindet sich stromabwärts des Verdichtereinlasses 216 und stromaufwärts des Laufrads 206. Die Rückführmündungen 230 sind dazu ausgelegt, zu ermöglichen, dass Gas zwischen den Rückführkanälen 228 und dem Ansaugkanal 226 strömen kann.The housing 214 has a compressor inlet 216 , an intake duct (also referred to in this document as an inlet line) 226 , Return channels 228 (only one of which is marked), return mouths 230 (of which only one is marked) and blow-out orifices 232 (only one of which is marked). The impeller 206 is in the intake duct 226 contain. Every outlet mouth 232 is located downstream of the leading edge of the full blade 220 and upstream of the leading edge of the splitter blade 222 , Any return mouth 230 is located downstream of the compressor inlet 216 and upstream of the impeller 206 , The return mouths 230 are designed to allow gas to flow between the return channels 228 and the intake duct 226 can flow.

Die aktive Gehäusestrukturierung 212 ist dazu ausgelegt, die Gasströmung durch den Verdichter 202 zu steuern. Konkret kann die aktive Gehäusestrukturierung 212, die von einer Steuerung (z. B. der Steuerung 12, die in 1 gezeigt ist) gesteuert wird, die Gasströmung durch jeden Rückführkanal 228 (der auch als Gehäusestrukturierungsaussparung bezeichnet werden kann) selektiv steuern. Bei Vorliegen von Bedingungen mit hohem Druckverhältnis und geringem Massenstrom kann es die aktive Gehäusestrukturierung 212 beispielsweise ermöglichen, dass Gas aus dem Ansaugkanal 226 durch die Ausblasemündung 232 in den Rückführkanal 228 und zurück in den Ansaugkanal 226 strömt, was in Richtung der Pfeile 233, die in 2B gezeigt sind, erfolgt. Somit kann die Gasströmung, die auf die Anströmkante der Vollschaufel 220 auftrifft, größer als ohne die Ausblasemündung 232 sein. Die zusätzliche Gasströmung kann es ermöglichen, dass der Turboladerverdichter mit einer geringeren Gasströmung durch den Verdichter arbeitet, bevor ein Pumpen auftritt (bspw., indem eine Pumpspanne erweitert wird).The active case structuring 212 is designed to control the gas flow through the compressor 202 to control. In concrete terms, the active housing structuring 212 by a controller (e.g. the controller 12 , in the 1 is shown), the gas flow through each return channel is controlled 228 (which can also be referred to as a housing structuring recess) selectively control. In case of conditions with high pressure ratio and low mass flow, it can be the active housing structuring 212 for example, allow gas from the intake duct 226 through the discharge mouth 232 in the return channel 228 and back into the intake duct 226 flows what in the direction of the arrows 233 , in the 2 B are shown. Thus, the gas flow on the leading edge of the full blade 220 hits, larger than without the blow-out mouth 232 his. The additional gas flow may allow the turbocharger compressor to operate with a lower gas flow through the compressor before pumping occurs (e.g., by expanding a pumping span).

Der Ansaugkanal 226 kann im Wesentlichen zylindrisch sein. Der Rückführkanal 228 kann im Wesentlichen ringförmig sein, da er sich außerhalb des Ansaugkanals 226 befindet und ihn umgibt. Die Mündungen, die den Ansaugkanal 226 und den Rückführkanal 228 verbinden, wie etwa die Rückführmündung 230 und die Ausblasemündung 232, können jeweils anhand verschiedener Mittel umgesetzt werden. Zum Beispiel können die Mündungen als ein oder mehrere Löcher ausgebildet sein, die in einer Wand 207 des Ansaugkanals 226 gebildet sind (z. B. einer Wand, die diesen bildet). In einem Beispiel kann die Wand 207 ein Bestandteil des Gehäuses 214 sein. Als ein anderes Beispiel können die Mündungen als ein oder mehrere Schlitze ausgebildet sein, die sich um den Umfang des Ansaugkanals und durch eine Wand des Gehäuses erstrecken, der den Ansaugkanal bildet. Die Mündungen können eine einheitliche oder nicht einheitliche Breite entlang der Länge der Mündung vom Ansaugkanal 226 zum Rückführkanal 228 aufweisen. Jede Mündung kann eine Mittellinie aufweisen, die sich entlang der Länge der Mündung vom Ansaugkanal 226 zum Rückführkanal 228 erstreckt. Die Mittellinie kann senkrecht zur Drehachse 224 des Laufrads 206 verlaufen, oder die Mittellinie kann eine Neigung ungleich null im Verhältnis zur Drehachse des Laufrads 206 aufweisen.The intake duct 226 can be essentially cylindrical. The return channel 228 can be substantially ring-shaped since it is outside the intake duct 226 and surrounds it. The mouths that the intake duct 226 and the return channel 228 connect, such as the return mouth 230 and the blow-out mouth 232 , can be implemented using different means. For example, the mouths can be formed as one or more holes in a wall 207 of the intake duct 226 are formed (e.g. a wall that forms this). In one example, the wall 207 part of the housing 214 his. As another example, the orifices may be formed as one or more slots that extend around the circumference of the suction channel and through a wall of the housing that forms the suction channel. The orifices can be of uniform or non-uniform width along the length of the orifice from the intake duct 226 to the return duct 228 exhibit. Each mouth may have a center line that extends along the length of the mouth from the intake duct 226 to the return channel 228 extends. The center line can be perpendicular to the axis of rotation 224 of the impeller 206 or the centerline may have a non-zero inclination relative to the axis of rotation of the impeller 206 exhibit.

Die aktive Gehäusestrukturierung 212 kann auf vielerlei Arten umgesetzt werden. Zum Beispiel kann eine verschiebbare Gehäusehülse im Rückführkanal eingepasst sein, um die Gasströmung durch die Rückführmündung 230 und/oder Ausblasemündung 232 selektiv zu blockieren. Die Gehäusehülse kann ein oder mehrere Löcher und/oder einen oder mehrere Schlitze aufweisen, die sich je nach Position der Gehäusehülse an der Rückführmündung 230 und/oder Ausblasemündung 232 ausrichten. In einem anderen Beispiel, wie in 2A und 2B gezeigt, kann ein verschiebbares Ventil verwendet werden, um die Gasströmung durch den Rückführkanal 228 selektiv zu blockieren. Beispielsweise kann ein verschiebbares Ventil 234a verwendet werden, um jeden Rückführkanal 228 an der Rückführmündung 230 zu öffnen und zu schließen. In einem alternativen Beispiel kann zum Öffnen und Schließen jedes Rückführkanals 228 an der Rückführmündung 232 ein verschiebbares Ventil 234b anstelle des verschiebbaren Ventils 234a eingebaut sein. In einem weiteren Beispiel kann das verschiebbare Ventil 234b im Inneren des Ansaugkanals 226 statt im Inneren des Rückführkanals 228, wie gezeigt, positioniert sein. Die Positionierung des verschiebbaren Ventils (z. B. an der Rückführmündung 230 oder an der Ausblasemündung 232, im Inneren des Rückführkanals 228 oder im Inneren des Ansaugkanals 226) kann auf Fertigungsbeschränkungen wie beispielsweise Verpackungsbeschränkungen beruhend ausgewählt werden. Bei Vorliegen von Bedingungen, unter denen das verschiebbare Ventil geschlossen ist, wie in dieser Schrift weitergehend beschrieben, kann eine Effizienz des Verdichters geringfügig gesteigert werden, indem die aktive Gehäusestrukturierung 212 am Ausblaseventil 232 (z. B. anhand des verschiebbaren Ventils 234b) geschlossen wird - im Vergleich zum Schließen der aktiven Gehäusestrukturierung 212 an der Rückführmündung 230 (z. B. anhand des verschiebbaren Ventils 234a). Um ein veranschaulichendes Beispiel zu nennen, kann die Effizienz bei Verdichtermassendurchsatz und -drehzahl, die gleich sind, etwa 0,700 betragen, wenn die aktive Gehäusestrukturierung 212 anhand des verschiebbaren Ventils 234b geschlossen wird, und etwa 0,695 betragen, wenn sie anhand des verschiebbaren Ventils 234a geschlossen wird. Die Effizienz kann in ähnlicher Weise weiter geringfügig gesteigert werden, wenn das verschiebbare Ventil im Inneren des Einlasskanals 226 statt im Inneren des Rückführkanals 228 positioniert wird.The active case structuring 212 can be implemented in many ways. For example, a slidable housing sleeve can be fitted in the return duct to block the gas flow through the return mouth 230 and / or blow-out mouth 232 to selectively block. The housing sleeve can have one or more holes and / or one or more slots, which are located at the return opening depending on the position of the housing sleeve 230 and / or blow-out mouth 232 align. In another example, as in 2A and 2 B As shown, a slidable valve can be used to direct gas flow through the return duct 228 to selectively block. For example, a sliding valve 234a be used to each return channel 228 at the return mouth 230 to open and close. In an alternative example, each return channel can be opened and closed 228 at the return mouth 232 a sliding valve 234b instead of the sliding valve 234a be installed. In another example, the sliding valve 234b inside the intake duct 226 instead of inside the return duct 228 as shown. The positioning of the sliding valve (e.g. at the return mouth 230 or at the outlet mouth 232 , inside the return duct 228 or inside the intake duct 226 ) can be selected based on manufacturing restrictions such as packaging restrictions. If conditions exist under which the sliding valve is closed, as further described in this document, the efficiency of the compressor can be increased slightly by the active structuring of the housing 212 on the blow-off valve 232 (e.g. based on the sliding valve 234b ) is closed - compared to closing the active one casing treatment 212 at the return mouth 230 (e.g. based on the sliding valve 234a ). To give an illustrative example, the efficiency at compressor mass flow and speed that are the same can be about 0.700 when the active casing structuring 212 based on the sliding valve 234b is closed, and be about 0.695 when using the sliding valve 234a is closed. The efficiency can similarly be further increased slightly if the sliding valve is inside the inlet duct 226 instead of inside the return duct 228 is positioned.

In der Darstellung von 2A ist das verschiebbare Ventil 234a derart positioniert, dass die Rückführmündung 230 geschlossen ist (oder das verschiebbare Ventil 234b ist derart positioniert, dass die Ausblasemündung 232 geschlossen ist), wodurch eine Luftströmung in den Ansaugkanal 226 aus dem Rückführkanal 228 verhindert wird. Die in 2A gezeigte Positionierung des verschiebbaren Ventils 234a kann in dieser Schrift als geschlossene Position bezeichnet werden. In der Darstellung von 2B ist das verschiebbare Ventil 234a derart positioniert, dass die Rückführmündung 230 offen ist (oder das verschiebbare Ventil 234b ist derart positioniert, dass die Ausblasemündung 232 offen ist), wodurch eine Luftströmung in den Ansaugkanal 226 aus dem Rückführkanal 228, wie anhand der Pfeile 233 angegeben, zugelassen wird. Die in 2B gezeigte Positionierung des verschiebbaren Ventils 234a kann in dieser Schrift als offene Position bezeichnet werden. Auf diese Weise kann die aktive Gehäusestrukturierung 212 derart eingestellt werden, dass Luft unter ausgewählten Betriebsbedingungen durch den Rückführkanal 228 strömt, wie es unter Bezugnahme auf 7 und 9 weitergehend beschrieben wird. Das verschiebbare Ventil 234a (oder das verschiebbare Ventil 234b) kann anhand eines Aktors 209, der kommunikativ an eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12 von 1) gekoppelt sein kann, zwischen der offenen und geschlossenen Position bewegt werden. Der Aktor 209 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt werden und einen integrierten Positionssensor aufweisen. Beispielsweise kann der integrierte Positionssensor der Steuerung ein Positionsrückkopplungssignal senden, das für eine Aktorposition und damit für die Position des verschiebbaren Ventils 234a (oder des verschiebbaren Ventils 234b) repräsentativ ist. Wenn das Positionsrückkopplungssignal angibt, dass das verschiebbare Ventil 234a (oder das verschiebbare Ventil 234b) die befohlene Position erreicht hat, kann die Steuerung den Aktor 209 abschalten, um ein Beispiel zu nennen.In the representation of 2A is the sliding valve 234a positioned so that the return mouth 230 is closed (or the sliding valve 234b is positioned so that the blow-out mouth 232 is closed), causing an air flow into the intake duct 226 from the return channel 228 is prevented. In the 2A shown positioning of the sliding valve 234a can be called a closed position in this document. In the representation of 2 B is the sliding valve 234a positioned so that the return mouth 230 is open (or the sliding valve 234b is positioned so that the blow-out mouth 232 is open), causing an air flow into the intake duct 226 from the return channel 228 as shown by the arrows 233 specified, is admitted. In the 2 B shown positioning of the sliding valve 234a can be called open position in this document. In this way, the active housing structuring 212 adjusted such that air under selected operating conditions through the return duct 228 flows like it with reference to 7 and 9 is further described. The sliding valve 234a (or the sliding valve 234b ) can be based on an actuator 209 communicating with a controller (e.g. the controller 12 of 1 ) can be coupled between the open and closed positions. The actuator 209 can be operated electrically or hydraulically and have an integrated position sensor. For example, the integrated position sensor can send the control a position feedback signal, which is for an actuator position and thus for the position of the displaceable valve 234a (or the sliding valve 234b ) is representative. When the position feedback signal indicates that the sliding valve 234a (or the sliding valve 234b) the control has reached the commanded position the actuator 209 turn off to give an example.

In einem alternativen Beispiel kann die aktive Gehäusestrukturierung 212 auf der Grundlage einer Druckdifferenz am Verdichtereinlass 216 und einem Ansaugkrümmer stromabwärts des Verdichters eingestellt werden. In einem weiteren alternativen Beispiel kann die aktive Gehäusestrukturierung 212 auf der Grundlage einer Druckdifferenz am Ansaugkrümmer und Turbineneinlass eingestellt werden. In einem weiteren alternativen Beispiel kann die aktive Gehäusestrukturierung 212 auf der Grundlage von Motorlast- und Motordrehzahlbedingungen (z. B. einer aktuellen Betriebsdrehzahl und -last des Motors) im Verhältnis zu einer Pumpschwelle eingestellt werden. Es versteht sich, dass die in dieser Schrift vorgestellten Beispiele erläuternder Art sind und die aktive Gehäusestrukturierung 212 auch auf der Grundlage anderer Parameter eingestellt werden kann.In an alternative example, the active housing structuring 212 based on a pressure difference at the compressor inlet 216 and an intake manifold downstream of the compressor. In a further alternative example, the active housing structuring 212 based on a pressure differential across the intake manifold and turbine inlet. In a further alternative example, the active housing structuring 212 based on engine load and engine speed conditions (e.g., current engine operating speed and load) relative to a pumping threshold. It is understood that the examples presented in this document are of an explanatory nature and the active housing structuring 212 can also be set based on other parameters.

Wie in den 2A-2B gezeigt, ist die VID 240 im Inneren des Ansaugkanals 226 unmittelbar stromaufwärts des Laufrads 206 positioniert, sodass keine anderen Komponenten zwischen die VID 240 und das Laufrad 206 platziert werden können. In einem Beispiel bedeutet unmittelbar stromaufwärts des Laufrads, dass die VID 240 in einem Abstand, der innerhalb von 25 % einer Länge zwischen der Ausblasemündung 232 und der Rückführmündung 230 liegt, stromaufwärts des Laufrads 206 positioniert ist. Beispielsweise können die Ausblasemündung 232 und die Rückführmündung 230 um eine erste Länge (z. B. 50 mm) voneinander beabstandet sein, und die VID 240 kann um eine zweite Länge (z.B. 10 mm) von der Anströmkante des Laufrads 206 beabstandet sein, wodurch die VID 240 um einen Abstand, der innerhalb von 25 % (z. B. bei 20 %) der Länge liegt, welche die Ausblasemündung von der Rückführmündung trennt, vom Laufrad 206 beabstandet sein kann. In einem anderen Beispiel bedeutet unmittelbar stromaufwärts des Laufrads zusätzlich oder alternativ, dass die VID 240 in einem Abstand stromaufwärts des Laufrads 206 positioniert ist, der im Wesentlichen geringer als ein Durchmesser des Ansaugkanals 226 ist, wie etwas weniger als ein Fünftel des Durchmessers des Ansaugkanals 226, beträgt. In einem weiteren Beispiel bedeutet unmittelbar stromaufwärts des Laufrads zusätzlich oder alternativ, dass die VID 240 in einem Abstand in einem Bereich von 2 bis 10 Millimetern von der Anströmkante des Laufrads 206 nahe des Laufrads 206 positioniert ist. Außerdem kann sich eine Ebene der VID 240 zumindest teilweise mit einer Ebene der Spiralen 210 überschneiden. Beispielsweise, wie weiter unten ausführlicher erläutert, kann die VID 240 eine Vielzahl von Schaufeln, wie etwa die Schaufel 241, aufweisen, und wenn die Schaufeln geschlossen sind (wie in 2A gezeigt), kann die stromabwärtige Fläche der Schaufeln (z. B. die zweite Fläche 246, die auf das Laufrad 206 zeigt) eine Ebene 260 bilden, welche die Spiralen schneidet. Ein Auslassende 203 der VID 240 ist stromaufwärts der Ausblasemündung 232 angeordnet, und ein Einlassende 205 ist stromabwärts der Rückführmündung 230 angeordnet. Die VID 240 spannt sich um einen Innenumfang des Ansaugkanals 226 und ist an eine Innenfläche der Wand 207 des Ansaugkanals 226 angrenzend angeordnet. Beispielsweise kann ein Außendurchmesser der VID 240 einem Innendurchmesser des Ansaugkanals 226 ungefähr entsprechen, sodass eine Außenbegrenzung der VID 240 in flächenteilendem Kontakt mit der Innenfläche der Wand 207 liegt. Die VID 240 weist eine Vielzahl von Schaufeln (oder Schaufelblättern) 241 auf, wobei jede Schaufel 241 über einen Gelenkbolzen und einen Betätigungsarm 219 an eine Betätigungsplatte 215 gekoppelt ist. Die Anzahl der Schaufeln kann variieren, wie beispielsweise eine Anzahl in einem Bereich von 2 bis 15. Jede Schaufel 241 weist eine erste Fläche 244 und eine zweite Fläche 246 auf, wobei die erste Fläche 244 und die zweite Fläche 246 um eine Dicke der Schaufel voneinander getrennt sind und parallel zueinander verlaufen. Jede Schaufel 241 weist auch eine Länge und eine Breite auf, wobei die Breite entlang der Länge der Schaufel radial nach außen zunimmt, wie unter Bezugnahme auf 3A dargestellt.As in the 2A - 2 B shown is the VID 240 inside the intake duct 226 immediately upstream of the impeller 206 positioned so that no other components between the VID 240 and the impeller 206 can be placed. In one example, immediately upstream of the impeller means that the VID 240 at a distance that is within 25% of a length between the blow-out mouth 232 and the return mouth 230 is upstream of the impeller 206 is positioned. For example, the blow-out mouth 232 and the return mouth 230 spaced apart by a first length (e.g. 50 mm) and the VID 240 can be a second length (e.g. 10 mm) from the leading edge of the impeller 206 be spaced, which makes the VID 240 a distance from the impeller that is within 25% (e.g., 20%) of the length that separates the blowout orifice from the return orifice 206 can be spaced. In another example, immediately upstream of the impeller additionally or alternatively means that the VID 240 at a distance upstream of the impeller 206 is positioned, which is substantially smaller than a diameter of the intake duct 226 is like a little less than a fifth of the diameter of the intake duct 226 , is. In another example, immediately upstream of the impeller additionally or alternatively means that the VID 240 at a distance in a range of 2 to 10 millimeters from the leading edge of the impeller 206 near the impeller 206 is positioned. There may also be a level of VID 240 at least partially with a level of spirals 210 overlap. For example, as explained in more detail below, the VID 240 a variety of blades, such as the blade 241 , and when the blades are closed (as in 2A shown), the downstream surface of the blades (e.g., the second surface 246 that on the impeller 206 shows) one level 260 form that intersects the spirals. An outlet end 203 the VID 240 is upstream of the blow-out mouth 232 arranged, and an inlet end 205 is downstream of the return mouth 230 arranged. The VID 240 spans an inner circumference of the intake duct 226 and is at one Inner surface of the wall 207 of the intake duct 226 arranged adjacent. For example, an outer diameter of the VID 240 an inner diameter of the intake duct 226 correspond approximately, so that an external limitation of the VID 240 in surface-dividing contact with the inner surface of the wall 207 lies. The VID 240 has a variety of blades (or airfoils) 241 on, each scoop 241 via a hinge pin and an actuating arm 219 on a flush plate 215 is coupled. The number of blades can vary, such as a number in a range from 2 to 15. Each blade 241 has a first surface 244 and a second surface 246 on, the first area 244 and the second surface 246 are separated from one another by a thickness of the blade and run parallel to one another. Every scoop 241 also has a length and a width, the width increasing radially outward along the length of the blade, as with reference to FIG 3A shown.

2A zeigt ein erstes Schema 200, bei dem die VID in eine geschlossene Position eingestellt (bspw. betätigt) ist, wie es weiter unten unter Bezugnahme auf 3A weitergehend beschrieben wird, wohingegen 2B ein zweites Schema 225 zeigt, in dem die VID in eine offene Position eingestellt (bspw. betätigt) ist, wie es weiter unten unter Bezugnahme auf 3B weitergehend beschrieben wird. Wenn sich die VID 240 in der geschlossenen Position befindet, die in 2A gezeigt ist, dann ist die erste Fläche 244 eine stromaufwärtige Fläche und die zweite Fläche 246 eine stromabwärtige Fläche. Sowohl die erste Fläche 244 als auch die zweite Fläche 246 jeder Schaufel 241 liegen im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse des Verdichters 224 sowie einer Richtung der Gasströmung am Verdichtereinlass 216. Wenn sich die VID 240 in der offenen Position befindet, die in 2B gezeigt ist, dann liegen sowohl die erste Fläche 244 als auch die zweite Fläche 246 jeder Schaufel 241 im Wesentlichen parallel zur Mittelachse des Verdichters 224 sowie der Richtung der Gasströmung am Verdichtereinlass 216. Außerdem sind die erste Fläche 244 und die zweite Fläche 246 in der offenen Position im Vergleich dazu, dass sie sich in der geschlossenen Position befinden, um 90 Grad gedreht. Die VID 240 kann anhand der Betätigungsplatte 215 und eines Aktors 223 zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position betätigt werden. Bei dem Aktor 223 kann es sich um einen Elektromotor handeln, der beispielsweise kommunikativ an die Steuerung gekoppelt ist, sodass ein Befehlssignal von der Steuerung bewirkt, dass der Aktor 223 die Position der Schaufeln 241 über die Betätigungsplatte 215 einstellt. Der Aktor 223 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt werden und einen integrierten Positionssensor aufweisen. Beispielsweise kann der integrierte Positionssensor der Steuerung ein Positionsrückkopplungssignal senden, das für eine Aktorposition und damit für die Position der Schaufeln 241 repräsentativ ist. Wenn das Positionsrückkopplungssignal angibt, dass die Schaufeln 241 die befohlene Position erreicht haben, kann die Steuerung den Aktor 223 abschalten, um ein Beispiel zu nennen. 2A shows a first scheme 200 where the VID is set (e.g. operated) to a closed position, as described below with reference to FIG 3A is further described, whereas 2 B a second scheme 225 shows that the VID is in an open position (e.g., actuated), as described below with reference to FIG 3B is further described. If the VID 240 is in the closed position, which in 2A is shown, then the first surface 244 an upstream surface and the second surface 246 a downstream surface. Both the first area 244 as well as the second area 246 every scoop 241 are essentially perpendicular to the central axis of the compressor 224 and a direction of gas flow at the compressor inlet 216 , If the VID 240 is in the open position which is in 2 B is shown, then both the first surface 244 as well as the second area 246 every scoop 241 essentially parallel to the central axis of the compressor 224 and the direction of gas flow at the compressor inlet 216 , Also, the first area 244 and the second surface 246 rotated 90 degrees in the open position compared to being in the closed position. The VID 240 can on the basis of the operating plate 215 and an actuator 223 between the open position and the closed position. With the actuator 223 it can be an electric motor that is communicatively coupled to the controller, for example, so that a command signal from the controller causes the actuator 223 the position of the blades 241 over the flush plate 215 established. The actuator 223 can be operated electrically or hydraulically and have an integrated position sensor. For example, the integrated position sensor of the controller can send a position feedback signal, which is for an actuator position and thus for the position of the blades 241 is representative. If the position feedback signal indicates that the blades 241 the control can reach the actuator 223 turn off to give an example.

Unter Bedingungen mit geringerer Last kann die VID 240 durch die Steuerung über den Aktor 223 und die Betätigungsplatte 215, wie in 2A gezeigt, in die geschlossene Position betätigt werden. In der geschlossenen Position ist die Luftströmung vor der Anströmkante der Vollschaufel 220 blockiert. Wenn sich die VID 240 in der geschlossenen Position befindet, wird beispielsweise ein Durchmesser des Ansaugkanals 226 unmittelbar stromaufwärts des Laufrads 206 eingegrenzt, wobei die VID 240 in einen Zustand mit kleinerem Radius (z. B. kleiner Einfassung) versetzt ist. Die Außenbegrenzung des Laufrads (z. B. die an das Gehäuse 214 angrenzenden Außenkanten) tritt nicht mit dem Luftstrom in Wechselwirkung, was effektiv eine Größe des Laufrads 206 reduziert. Die VID 240 kann die Luftströmung beispielsweise auf 20-40 % des Laufrads 206 blockieren, wenn sie in der geschlossenen Position ist. Im vorliegenden Zusammenhang bezieht sich die Außenbegrenzung des Laufrads auf die 20-40 % des Laufrads, welche durch die VID 240 in dem Zustand mit kleiner Einfassung blockiert werden, während ein mittlerer Abschnitt des Laufrads, einschließlich der Nabe 218, unblockiert bleibt. Infolgedessen ähnelt eine Leistungsfähigkeit des Verdichters 202 jener eines kleineren Verdichters, und die Verdichtereffizienz bei geringeren Verdichterdrehzahlen und -massenströmen wird gesteigert. In manchen Beispielen kann die aktive Gehäusestrukturierung 212 simultan in eine Position eingestellt werden, die eine Luftströmung durch den Rückführkanal 228 verhindert, wie etwa durch Betätigen des verschiebbaren Ventils 234a in die geschlossene Position, was die Verdichtereffizienz im Vergleich dazu, dass die VID 240 und das verschiebbare Ventil 234a in der offenen Position gehalten werden, weiter steigert. In anderen Beispielen können die VID 240 und die aktive Gehäusestrukturierung 212 allerdings zu unterschiedlichen Zeitpunkten eingestellt werden. In noch anderen Beispielen können die VID 240 und die aktive Gehäusestrukturierung 212 unter Verwendung eines einzelnen Betätigungssystems betätigt werden, wie es unter Bezugnahme auf die 4A-4B beschrieben wird.The VID 240 through control via the actuator 223 and the actuator plate 215 , as in 2A shown to be operated in the closed position. In the closed position, the air flow is in front of the leading edge of the full blade 220 blocked. If the VID 240 is in the closed position, for example, a diameter of the intake duct 226 immediately upstream of the impeller 206 narrowed down, the VID 240 is set to a state with a smaller radius (e.g. small border). The outer limit of the impeller (e.g. that on the housing 214 adjacent outer edges) does not interact with the airflow, effectively reducing the size of the impeller 206 reduced. The VID 240 the air flow can, for example, be 20-40% of the impeller 206 block when it is in the closed position. In the present context, the outer limit of the impeller refers to the 20-40% of the impeller, which is determined by the VID 240 be locked in the small bezel condition while a middle section of the impeller, including the hub 218 , remains unblocked. As a result, compressor performance is similar 202 that of a smaller compressor, and the compressor efficiency at lower compressor speeds and mass flows is increased. In some examples, the active case structuring 212 be simultaneously set in a position that allows air to flow through the return duct 228 prevented, such as by operating the sliding valve 234a in the closed position what the compressor efficiency compared to that the VID 240 and the sliding valve 234a held in the open position, further increases. In other examples, the VID 240 and active case structuring 212 however, be set at different times. In still other examples, the VID 240 and active case structuring 212 can be operated using a single actuation system as described with reference to FIG 4A -4B is described.

Im Falle höherer Motorlasten wird die VID 240 über den Aktor 223 und die Betätigungsplatte 215 in die offene Position betätigt, wie in 2B gezeigt. Bei dem Aktor 223 kann es sich beispielsweise um einen elektrischen oder hydraulischen Motor handeln, der die Betätigungsplatte 215 zum Drehen bringen und dann die VID 240 mittels Rotation jedes Betätigungsarms 219 dazu antreiben kann, dass sie sich schließt oder öffnet. In der offenen Position ist die Luftströmung zum Laufrad 206 unbeschränkt, wobei die VID 240 in einen Zustand mit größerem Radius (bspw. großer Einfassung) versetzt ist, was eine höhere Motorleistung oder ein höheres Drehmoment ermöglicht. Wenn die VID 240 geöffnet ist, kann die aktive Gehäusestrukturierung 212 in manchen Beispielen simultan eingestellt werden, sodass die Luftströmung durch den Rückführkanal 228 zugelassen wird (bspw. wird das verschiebbare Ventil 234a in die offene Position betätigt), wie in 2B gezeigt. Indem zugelassen wird, dass Luft durch den Rückführkanal 228 strömt, wird eine Pumpspanne des Verdichters erweitert. In anderen Beispielen können die VID 240 und die aktive Gehäusestrukturierung 212 allerdings zu unterschiedlichen Zeitpunkten eingestellt werden. Dadurch, dass sowohl eine VID 240 als auch eine aktive Gehäusestrukturierung 212 integriert und ihre Positionen auf Betriebsbedingungen beruhend eingestellt werden, kann der Verdichter 202 mit hoher Effizienz und erweiterter Pumpspanne in einer großen Bandbreite an Strömungen betrieben werden, was den Kraftstoffverbrauch verringert und die Leistungsfähigkeit des Motors erhöht.In the case of higher engine loads, the VID 240 about the actuator 223 and the actuator plate 215 operated in the open position as in 2 B shown. With the actuator 223 it can be, for example, an electric or hydraulic motor that drives the actuating plate 215 make it spin and then the VID 240 by rotating each actuator arm 219 can drive it to close or open. It is in the open position Air flow to the impeller 206 unlimited, the VID 240 is placed in a state with a larger radius (for example a large rim), which enables a higher engine output or a higher torque. If the VID 240 is open, the active housing structuring 212 in some examples, be adjusted simultaneously so that the air flow through the return duct 228 is permitted (e.g. the sliding valve 234a operated in the open position), as in 2 B shown. Allowing air to flow through the return duct 228 flows, a pump span of the compressor is expanded. In other examples, the VID 240 and active case structuring 212 however, be set at different times. Because both a VID 240 as well as active case structuring 212 integrated and their positions adjusted based on operating conditions, the compressor can 202 operate with high efficiency and extended pump range in a wide range of flows, which reduces fuel consumption and increases the performance of the engine.

Die 3A-3B zeigen Einzelheiten der in den 2A-2B gezeigten VID 240. Konkret zeigt 3A eine angewinkelte Vorderansicht 300 der VID 240 in der geschlossenen Position, und 3B zeigt eine angewinkelte Vorderansicht 320 der VID 240 in der offenen Position. Komponenten von 3A-3B, die mit Komponenten in 2A-2B übereinstimmen, sind gleich nummeriert und werden eventuell nicht noch einmal vorgestellt.The 3A - 3B show details of the in the 2A - 2 B shown VID 240 , Specifically shows 3A an angled front view 300 the VID 240 in the closed position, and 3B shows an angled front view 320 the VID 240 in the open position. Components of 3A - 3B that with components in 2A -2B match, are numbered the same and may not be introduced again.

Wie in den 3A-3D gezeigt, weist die VID 240 eine Vielzahl benachbart angeordneter Schaufeln 241 in einem Ring um eine Mittelachse der VID 240 auf, der kollinear zu einer Mittelachse eines Verdichters wie etwa der in den 2A-2B gezeigten Drehachse 224 sein kann. Das Einlassende 205 der VID 240, das in den Ansichten 300 und 320 als sich in die Seite erstreckend gezeigt ist, wird durch die Betätigungsplatte 215 ausgebildet. Das Auslassende 203 der VID 240, das in den Ansichten 300 und 320 als sich aus der Seite erstreckend gezeigt ist, wird durch die Innenkanten 309 der Schaufeln 241 ausgebildet. Gas (z. B. Ansaugluft), das durch einen Kanal strömt, in dem die VID 240 positioniert ist (wie etwa die Einlassleitungen oder Ansaugkanäle, die in den 2A-2B gezeigt sind), tritt mit den Innenkanten 309 in Berührung, während es die VID 240 passiert. Um die VID 240 zwischen der geschlossenen Position (3A) und der offenen Position (3B) zu überführen, wird jede Schaufel 241 anhand des entsprechenden Betätigungsarms 219 um eine Betätigungsachse 313 gedreht. Jede Betätigungsachse 313 ist radial von der Mittelachse des Verdichters ausgehend angeordnet.As in the 3A - 3D shown, the VID 240 a plurality of adjacent blades 241 in a ring around a central axis of the VID 240 on, which is collinear to a central axis of a compressor such as that in FIGS 2A -2B shown axis of rotation 224 can be. The inlet end 205 the VID 240 that in the views 300 and 320 as shown extending into the page is through the actuator plate 215 educated. The outlet end 203 the VID 240 that in the views 300 and 320 as shown extending from the side is through the inner edges 309 the shovels 241 educated. Gas (e.g. intake air) that flows through a duct in which the VID 240 is positioned (such as the inlet lines or intake ducts that 2A -2B are shown), occurs with the inner edges 309 in touch while it's the VID 240 happens. To the VID 240 between the closed position ( 3A ) and the open position ( 3B ) every shovel 241 based on the corresponding operating arm 219 around an actuation axis 313 turned. Every actuation axis 313 is arranged radially from the central axis of the compressor.

In der geschlossenen Position, die in 3A gezeigt ist, bilden die Innenkanten 309 der Schaufeln 241 einen durchgängigen Ring mit einem Innendurchmesser 343, der als Strömungskanal durch die VID 240 dient. Die Kanten der Schaufeln 241 können eine sich verjüngende Gestalt aufweisen, die es ermöglicht, dass sich benachbarte Schaufeln 241 überschneiden, um die Verlustströmung durch die Schaufeln zu reduzieren. Wenn die erste Fläche 244 und zweite Fläche 246 jeder Schaufel 241 senkrecht zur Richtung der Luftströmung positioniert sind, begrenzen die Schaufeln 241 die Luftströmung durch die VID 240, und ein Durchmesser des Auslassendes 203 entspricht dem Innendurchmesser 343 in der geschlossenen Position. Der Innendurchmesser 343 kann im Verhältnis zu einem Außendurchmesser der VID 240 zu 60-80 % gleich sein, welcher einem Innendurchmesser eines Ansaugkanals, in dem die VID positioniert ist (bspw. des in den 2A und 2B gezeigten Ansaugkanals 226) ungefähr entsprechen kann. Wenn sich die VID 240 in der offenen Position befindet und die erste Fläche 244 und zweite Fläche 246 jeder Schaufel 241 parallel zur Richtung der Luftströmung positioniert sind, dann ist der durch die Schaufeln 241 ausgebildete Ring (anhand der gestrichelten Linie 310 in 3B angegeben) nicht mehr durchgängig. In der offen Position begrenzen die Schaufeln 241 die Luftströmung durch die VID 240 in geringerem Maße, und der Durchmesser des Auslassendes 203 entspricht im Wesentlichen einem Innendurchmesser 345 der Betätigungsplatte 215, der größer als der Innendurchmesser 343 ist.In the closed position, which in 3A is shown form the inner edges 309 the shovels 241 a continuous ring with an inner diameter 343 , which acts as a flow channel through the VID 240 serves. The edges of the blades 241 may have a tapered shape that allows adjacent blades to be located 241 overlap to reduce the loss of flow through the blades. If the first area 244 and second surface 246 every scoop 241 The blades are positioned perpendicular to the direction of the air flow 241 the air flow through the VID 240 , and a diameter of the outlet end 203 corresponds to the inside diameter 343 in the closed position. The inside diameter 343 can in relation to an outside diameter of the VID 240 to 60 -80% must be the same as an inner diameter of an intake duct in which the VID is positioned (e.g. the one in the 2A and 2 B shown intake duct 226 ) can roughly correspond. If the VID 240 is in the open position and the first face 244 and second surface 246 every scoop 241 are positioned parallel to the direction of air flow, then that is through the blades 241 trained ring (using the dashed line 310 in 3B specified) no longer consistently. The blades limit in the open position 241 the air flow through the VID 240 to a lesser extent, and the diameter of the outlet end 203 corresponds essentially to an inner diameter 345 the actuator plate 215 that is larger than the inside diameter 343 is.

Alternativ kann die VID dazu ausgelegt sein, sich in Bezug auf den Ansaugkanal des Verdichters radial nach innen und außen zu verschieben, um einen effektiven Strömungsbereich des Verdichtereinlasses einzustellen. 4A-4B zeigen eine Schnittansicht eines zweiten Beispiels für einen Verdichters 402 eines Turboladers, der eine ACT und eine VID 440, die in einer Einlassleitung (z. B. einem Ansaugkanal) des Verdichters 402 positioniert ist, aufweist. In einem Beispiel kann der Verdichter 402 der Verdichter 174 aus 1 sein. Eine Turbine, wie etwa die in 1 gezeigte Turbine 176, kann über eine Welle 404 drehbar an den Verdichter 402 gekoppelt sein. Konkret wandelt die Turbine die Energie des Abgases in Rotationsenergie zum Drehen der Welle 404, die mit einem Laufrad 406 verbunden ist, um. Das Laufrad 406 kann in dieser Schrift auch als Verdichterrad bezeichnet werden. Der Verdichter 402 weist das Laufrad 406, Diffusoren 408, Spiralen (z. B. Verdichterkammern) 410, eine aktive Gehäusestrukturierung 412 und ein Gehäuse 414 auf. Durch die Drehung des Laufrads 406 wird Gas durch einen Verdichtereinlass 416 des Gehäuses 414 in den Verdichter 402 gesaugt. Als nicht einschränkende Beispiele können zu dem Gas Luft aus einem Ansaugkanal, Abgasluft (wie beispielsweise, wenn eine externe Abgasrückführung verwendet wird), ein Luft/Kraftstoff-Gemisch und Kombinationen daraus gehören. Gas strömt aus dem Verdichtereinlass 416 und wird durch das Laufrad 406 beschleunigt, bevor es durch den Diffusor 408 in die Spirale 410 strömt. Der Diffusor 408 und die Spirale 410 bremsen das Gas ab, was zu einer Erhöhung des Drucks in der Spirale 410 führt. Unter Druck stehendes Gas kann von der Spirale 410 zum Ansaugkrümmer strömen.Alternatively, the VID may be configured to move radially inward and outward with respect to the intake port of the compressor to set an effective flow area of the compressor inlet. 4A - 4B show a sectional view of a second example of a compressor 402 of a turbocharger that has an ACT and a VID 440 that are in an inlet line (e.g. an intake duct) of the compressor 402 is positioned. In one example, the compressor 402 the compressor 174 out 1 his. A turbine like the one in 1 shown turbine 176 , can over a wave 404 rotatable to the compressor 402 be coupled. Specifically, the turbine converts the energy of the exhaust gas into rotational energy for rotating the shaft 404 that with an impeller 406 is connected to. The impeller 406 can also be called a compressor wheel in this document. The compressor 402 points the impeller 406 , Diffusers 408 , Spirals (e.g. compression chambers) 410 , an active case structuring 412 and a housing 414 on. By rotating the impeller 406 becomes gas through a compressor inlet 416 of the housing 414 in the compressor 402 sucked. As non-limiting examples, the gas may include air from an intake duct, exhaust air (such as when using external exhaust gas recirculation), an air / Fuel mixture and combinations thereof belong. Gas flows out of the compressor inlet 416 and is by the impeller 406 accelerates before passing through the diffuser 408 into the spiral 410 flows. The diffuser 408 and the spiral 410 slow down the gas, causing an increase in pressure in the spiral 410 leads. Pressurized gas can come from the spiral 410 flow to the intake manifold.

Elemente im Verdichter 402 können bezogen auf die Richtung des Gasströmungswegs durch den Verdichter 402 beschrieben werden. Ein Element, das sich bezogen auf einen Bezugspunkt im Wesentlichen in der Richtung des Gasstroms befindet, liegt stromabwärts des Bezugspunkts. Ein Element, das bezogen auf einen Bezugspunkt der Richtung des Gasstroms im Wesentlichen entgegengesetzt ist, liegt stromaufwärts des Bezugspunkts. Beispielsweise befindet sich der Verdichtereinlass 416 stromaufwärts des Laufrads 406, das sich stromaufwärts des Diffusors 408 befindet. Der Diffusor 408 befindet sich stromabwärts des Laufrads 406, das sich stromabwärts des Verdichtereinlasses 416 befindet.Elements in the compressor 402 can refer to the direction of gas flow path through the compressor 402 to be discribed. An element that is substantially in the direction of the gas flow with respect to a reference point is downstream of the reference point. An element that is substantially opposite to the direction of the gas flow with respect to a reference point lies upstream of the reference point. For example, the compressor inlet is located 416 upstream of the impeller 406 that is upstream of the diffuser 408 located. The diffuser 408 is located downstream of the impeller 406 that is downstream of the compressor inlet 416 located.

Das Laufrad 406 weist eine Nabe 418 und eine Vielzahl von Schaufelblättern, einschließlich einer Voll schaufel 420 und einer Splitterschaufel 422, auf. Das Laufrad 406 kann auch eine Vollschaufel 420 ohne eine Splitterschaufel 422 aufweisen. Die Vollschaufel 420 und die Splitterschaufel 422 sind an der Nabe 418 angebracht. Bei der Kante der Vollschaufel 420, die sich im Inneren des Verdichters 402 am weitesten stromaufwärts befindet, handelt es sich um die Anströmkante der Vollschaufel 420. Gleichermaßen weist die Splitterschaufel 422 eine Anströmkante an dem Abschnitt der Splitterschaufel 422 auf, der sich am weitesten stromaufwärts befindet. Die Anströmkante der Vollschaufel 420 befindet sich stromaufwärts der Splitterschaufel 422. Das Laufrad 406 weist weiterhin eine Drehachse 424 auf, die mit einer Drehachse für die Antriebswelle 404 und einer Turbinennabe der Turbine (nicht gezeigt) gefluchtet ist. Die Drehachse 424 ist im Wesentlichen parallel zum Gasstrom am Verdichtereinlass 416 und im Wesentlichen senkrecht zum Gasstrom am Diffusor 408. Die Drehachse 424 kann in dieser Schrift auch als Mittelachse des Verdichters 402 bezeichnet werden.The impeller 406 has a hub 418 and a variety of airfoils, including a full airfoil 420 and a shovel 422 , on. The impeller 406 can also be a full shovel 420 without a shovel 422 exhibit. The full bucket 420 and the splinter shovel 422 are on the hub 418 appropriate. At the edge of the full bucket 420 that are inside the compressor 402 furthest upstream, it is the leading edge of the full blade 420 , Likewise, the splinter scoop points 422 a leading edge at the portion of the splitter blade 422 most upstream. The leading edge of the full bucket 420 is located upstream of the splinter vane 422 , The impeller 406 still has an axis of rotation 424 on that with an axis of rotation for the drive shaft 404 and a turbine hub of the turbine (not shown) is aligned. The axis of rotation 424 is essentially parallel to the gas flow at the compressor inlet 416 and essentially perpendicular to the gas flow at the diffuser 408 , The axis of rotation 424 can also be used in this document as the central axis of the compressor 402 be designated.

Das Gehäuse 414 weist einen Verdichtereinlass 416, einen Ansaugkanal (in dieser Schrift auch als Einlassleitung bezeichnet) 426, Rückführkanäle 428 (wovon nur einer gekennzeichnet ist), Rückführmündungen 430 (wovon nur einer gekennzeichnet ist) und Ausblasemündungen 432 (wovon nur einer gekennzeichnet ist) auf. Das Laufrad 406 ist in dem Ansaugkanal 426 enthalten. Jede Ausblasemündung 432 befindet sich stromabwärts der Anströmkante der Voll schaufel 420 und stromabwärts oder stromaufwärts der Anströmkante der Splitterschaufel 422. Jede Rückführmündung 430 befindet sich stromabwärts des Verdichtereinlasses 416 und stromaufwärts des Laufrads 406. Die Rückführmündungen 430 sind dazu ausgelegt, zu ermöglichen, dass Gas zwischen den Rückführkanälen 428 und dem Ansaugkanal 426 strömen kann.The housing 414 has a compressor inlet 416 , an intake duct (also referred to in this document as an inlet line) 426 , Return channels 428 (only one of which is marked), return mouths 430 (only one of which is marked) and blow-out orifices 432 (only one of which is marked). The impeller 406 is in the intake duct 426 contain. Every outlet mouth 432 is located downstream of the leading edge of the full blade 420 and downstream or upstream of the leading edge of the splitter vane 422 , Any return mouth 430 is located downstream of the compressor inlet 416 and upstream of the impeller 406 , The return mouths 430 are designed to allow gas to flow between the return channels 428 and the intake duct 426 can flow.

Die aktive Gehäusestrukturierung 412 ist dazu ausgelegt, die Gasströmung durch den Verdichter 402 zu steuern. Konkret kann die aktive Gehäusestrukturierung 412, die von einer Steuerung (z. B. der Steuerung 12, die in 1 gezeigt ist) gesteuert wird, die Gasströmung durch jeden Rückführkanal 428 (der auch als Gehäusestrukturierungsaussparung bezeichnet werden kann) selektiv steuern. Bei Vorliegen von Bedingungen mit hohem Druckverhältnis und geringem Massenstrom kann es die aktive Gehäusestrukturierung 412 beispielsweise ermöglichen, dass Gas aus dem Ansaugkanal 426 durch die Ausblasemündung 432 in den Rückführkanal 428 und zurück in den Ansaugkanal 426 strömt, was in Richtung der Pfeile 433, die in 4B gezeigt sind, erfolgt. Somit kann die Gasströmung, die auf die Anströmkante der Vollschaufel 420 auftrifft, größer als ohne die Ausblasemündung 432 sein. Die zusätzliche Gasströmung kann es ermöglichen, dass der Turboladerverdichter mit einer geringeren Gasströmung durch den Verdichter arbeitet, bevor ein Pumpen auftritt (bspw., indem eine Pumpspanne erweitert wird).The active case structuring 412 is designed to control the gas flow through the compressor 402 to control. In concrete terms, the active housing structuring 412 by a controller (e.g. the controller 12 , in the 1 is shown), the gas flow through each return channel is controlled 428 (which can also be referred to as a housing structuring recess) selectively control. In case of conditions with high pressure ratio and low mass flow, it can be the active housing structuring 412 for example, allow gas from the intake duct 426 through the discharge mouth 432 in the return channel 428 and back into the intake duct 426 flows what in the direction of the arrows 433 , in the 4B are shown. Thus, the gas flow on the leading edge of the full blade 420 hits, larger than without the blow-out mouth 432 his. The additional gas flow may allow the turbocharger compressor to operate with a lower gas flow through the compressor before pumping occurs (e.g., by expanding a pumping span).

Der Ansaugkanal 426 kann im Wesentlichen zylindrisch sein. Der Rückführkanal 428 kann im Wesentlichen ringförmig sein, da er sich außerhalb des Ansaugkanals 426 befindet und ihn umgibt. Die Mündungen, die den Ansaugkanal 426 und den Rückführkanal 428 verbinden, wie etwa die Rückführmündung 430 und die Ausblasemündung 432, können jeweils anhand verschiedener Mittel umgesetzt werden. Zum Beispiel können die Mündungen als ein oder mehrere Löcher ausgebildet sein, die in einer Wand 407 des Ansaugkanals 426 gebildet sind (z. B. einer Wand, die diesen bildet). In einem Beispiel kann die Wand 407 ein Bestandteil des Gehäuses 414 sein. Als ein anderes Beispiel können die Mündungen als ein oder mehrere Schlitze ausgebildet sein, die sich um den Umfang des Ansaugkanals und durch eine Wand des Gehäuses erstrecken, der den Ansaugkanal bildet. Die Mündungen können eine einheitliche oder nicht einheitliche Breite entlang der Länge der Mündung vom Ansaugkanal 426 zum Rückführkanal 428 aufweisen. Jede Mündung kann eine Mittellinie aufweisen, die sich entlang der Länge der Mündung vom Ansaugkanal 426 zum Rückführkanal 428 erstreckt. Die Mittellinie kann senkrecht zur Drehachse 424 des Laufrads 406 verlaufen, oder die Mittellinie kann eine Neigung ungleich null im Verhältnis zur Normalen der Drehachse des Laufrads 406 aufweisen.The intake duct 426 can be essentially cylindrical. The return channel 428 can be substantially ring-shaped since it is outside the intake duct 426 and surrounds it. The mouths that the intake duct 426 and the return channel 428 connect, such as the return mouth 430 and the blow-out mouth 432 , can be implemented using different means. For example, the mouths can be formed as one or more holes in a wall 407 of the intake duct 426 are formed (e.g. a wall that forms this). In one example, the wall 407 part of the housing 414 his. As another example, the orifices may be formed as one or more slots that extend around the circumference of the suction channel and through a wall of the housing that forms the suction channel. The orifices can be of uniform or non-uniform width along the length of the orifice from the intake duct 426 to the return channel 428 exhibit. Each mouth may have a center line that extends along the length of the mouth from the intake duct 426 to the return channel 428 extends. The center line can be perpendicular to the axis of rotation 424 of the impeller 406 or the center line may have a non-zero slope relative to the normal to the axis of rotation of the impeller 406 exhibit.

Die aktive Gehäusestrukturierung 412 und die VID 440 können unter Verwendung eines geeigneten Aktors eingestellt werden. Wie in den 4A und 4B gezeigt, wird die Luftströmung sowohl durch die aktive Gehäusestrukturierung 412 als auch die VID 440 durch ein einzelnes Betätigungssystem 435 gesteuert, wie es unter Bezugnahme auf die 5A-5B weitergehend beschrieben wird. Ein gemeinsamer Aktor 423, bei dem es sich beispielsweise um einen Elektromotor handeln kann, stellt eine Position eines Verstellrings 415 anhand einer Welle 425 ein. Der Verstellring 415 kann elektronisch oder hydraulisch durch einen gemeinsamen Aktor 423 angetrieben werden. Der Verstellring 415 weist eine Vielzahl von Schaufeln 434, wobei eine Anzahl der Schaufeln 434 einer Anzahl der Rückführkanäle 428 entspricht, und eine Vielzahl von Schlitzen (die in den 4A und 4B nicht sichtbar sind) auf, wobei eine Anzahl der Schlitze einer Anzahl der Schaufeln 441 der VID 440 entspricht. Jede Schaufel 441 ist über einen Arm 419 und einen Bolzen 421 an einen Schlitz des Verstellrings 415 gekoppelt. 4A zeigt ein erstes Schema 400, in dem die VID in eine geschlossene Position eingestellt (bspw. betätigt) ist und die Luftströmung durch jeden Rückführkanal 428 mittels Ventilen 434 des Verstellrings 415 blockiert wird, wie es weiter unten unter Bezugnahme auf 5A weitergehend beschrieben wird, wohingegen 4B ein zweites Schema 450 zeigt, in dem die VID in eine offene Position eingestellt (bspw. betätigt) ist und die Luftströmung durch jeden Rückführkanal 428 zugelassen wird, wie es weiter unten unter Bezugnahme auf 5C weitergehend beschrieben wird.The active case structuring 412 and the VID 440 can be set using a suitable actuator. As in the 4A and 4B shown, the air flow is both through the active housing structuring 412 as well as the VID 440 through a single actuation system 435 controlled as it is with reference to the 5A -5B is further described. A common actor 423 , which can be an electric motor, for example, represents a position of an adjusting ring 415 based on a wave 425 on. The adjustment ring 415 can be electronically or hydraulically by a common actuator 423 are driven. The adjustment ring 415 has a variety of blades 434 , with a number of blades 434 a number of return channels 428 corresponds, and a variety of slots (which in the 4A and 4B are not visible), with a number of slots of a number of blades 441 the VID 440 equivalent. Every scoop 441 is over an arm 419 and a bolt 421 to a slot in the adjustment ring 415 coupled. 4A shows a first scheme 400 , in which the VID is set in a closed position (for example actuated) and the air flow through each return duct 428 by means of valves 434 of the adjustment ring 415 is blocked as referenced below 5A is further described, whereas 4B a second scheme 450 shows in which the VID is set to an open position (for example actuated) and the air flow through each return duct 428 is allowed as it is below with reference to 5C is further described.

Der gemeinsame Aktor 423 kann einen integrierten Positionssensor aufweisen. Beispielsweise kann der integrierte Positionssensor der Steuerung ein Positionsrückkopplungssignal senden, das für eine Aktorposition und damit für die Position der Schaufeln 441 und Ventile 434 repräsentativ ist. Da die Schaufeln 441 und Ventile 434 über den gemeinsamen Aktor 423 und den Verstellring 415 zusammen betätigt werden, kann ein einzelnes Rückkopplungssignal verwendet werden, um zu bestimmen, dass sich sowohl die Schaufeln 441 als auch die Ventile 434 wie befohlen bewegen. Wenn das Positionsrückkopplungssignal angibt, dass die Schaufeln 441 und Ventile 434 die befohlene Position erreicht haben, kann die Steuerung den Aktor 423 abschalten, um ein Beispiel zu nennen.The common actuator 423 can have an integrated position sensor. For example, the integrated position sensor of the controller can send a position feedback signal, which is for an actuator position and thus for the position of the blades 441 and valves 434 is representative. Because the shovels 441 and valves 434 via the common actuator 423 and the adjustment ring 415 Operated together, a single feedback signal can be used to determine that both of the blades 441 as well as the valves 434 move as directed. If the position feedback signal indicates that the blades 441 and valves 434 the control can reach the actuator 423 turn off to give an example.

Wie in den 4A-4B gezeigt, ist die VID 440 im Inneren des Ansaugkanals 426 unmittelbar stromaufwärts des Laufrads 406 positioniert, sodass keine anderen Komponenten zwischen die VID 440 und das Laufrad 406 platziert werden können. In einem Beispiel bedeutet unmittelbar stromaufwärts des Laufrads, dass die VID 440 in einem Abstand, der innerhalb von 25 % einer Länge zwischen der Ausblasemündung 432 und der Rückführmündung 430 liegt, stromaufwärts des Laufrads 406 positioniert ist. In einem anderen Beispiel bedeutet unmittelbar stromaufwärts des Laufrads zusätzlich oder alternativ, dass die VID 440 in einem Abstand stromaufwärts des Laufrads 406 positioniert ist, der im Wesentlichen geringer als ein Durchmesser des Ansaugkanals 426 ist, wie etwas weniger als ein Fünftel des Durchmessers des Ansaugkanals 426 beträgt. In einem weiteren Beispiel bedeutet unmittelbar stromaufwärts des Laufrads zusätzlich oder alternativ, dass die VID 440 in einem Abstand in einem Bereich von 2 bis 10 Millimetern von der Anströmkante des Laufrads 406 nahe des Laufrads 406 positioniert ist. Außerdem kann sich eine Ebene der VID 440 zumindest teilweise mit einer Ebene der Spiralen 410 überschneiden. Ein Auslassende 403 der VID 440 ist stromaufwärts der Ausblasemündung 432 angeordnet, und ein Einlassende 405 ist stromabwärts der Rückführmündung 430 angeordnet. Die Anzahl der Schaufeln 441 kann variieren, wie beispielsweise eine Anzahl in einem Bereich von 2 bis 15. Jede Schaufel 441 weist eine erste Fläche 444 und eine zweite Fläche 446 auf, wobei die erste Fläche 444 und die zweite Fläche 446 um eine Dicke der Schaufel voneinander getrennt sind und parallel zueinander verlaufen. Die erste Fläche 444 ist eine stromaufwärtige Einlassfläche jeder Schaufel 441, und die zweite Fläche 446 ist eine stromabwärtige Auslassfläche jeder Schaufel. Die erste Fläche 444 und die zweite Fläche 446 jeder Schaufel 441 liegen im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse des Verdichters 424 und zur Richtung der Gasströmung am Verdichtereinlass 416. Jede Schaufel 441 weist auch eine Länge und eine Breite auf, wobei die Breite entlang der Länge der Schaufel radial nach außen zunimmt, wie unter Bezugnahme auf 4A dargestellt.As in the 4A - 4B shown is the VID 440 inside the intake duct 426 immediately upstream of the impeller 406 positioned so that no other components between the VID 440 and the impeller 406 can be placed. In one example, immediately upstream of the impeller means that the VID 440 at a distance that is within 25% of a length between the blow-out mouth 432 and the return mouth 430 is upstream of the impeller 406 is positioned. In another example, immediately upstream of the impeller additionally or alternatively means that the VID 440 at a distance upstream of the impeller 406 is positioned, which is substantially smaller than a diameter of the intake duct 426 is like a little less than a fifth of the diameter of the intake duct 426 is. In another example, immediately upstream of the impeller additionally or alternatively means that the VID 440 at a distance in a range of 2 to 10 millimeters from the leading edge of the impeller 406 near the impeller 406 is positioned. There may also be a level of VID 440 at least partially with a level of spirals 410 overlap. An outlet end 403 the VID 440 is upstream of the blow-out mouth 432 arranged, and an inlet end 405 is downstream of the return mouth 430 arranged. The number of blades 441 can vary, such as a number in a range from 2 to 15. Each blade 441 has a first surface 444 and a second surface 446 on, the first area 444 and the second surface 446 are separated from one another by a thickness of the blade and run parallel to one another. The first area 444 is an upstream inlet surface of each blade 441 , and the second surface 446 is a downstream outlet surface of each blade. The first area 444 and the second surface 446 every scoop 441 are essentially perpendicular to the central axis of the compressor 424 and the direction of gas flow at the compressor inlet 416 , Every scoop 441 also has a length and a width, the width increasing radially outward along the length of the blade, as with reference to FIG 4A shown.

Unter Bedingungen mit geringerer Last kann die VID 440 in die geschlossene Position betätigt werden, indem die Steuerung den Verstellring 415 über den Aktor 423 in eine erste Position dreht, wie in 4A gezeigt und unter Bezugnahme auf 5A weitergehend beschrieben. Wenn sich die VID 440 in der geschlossenen Position befindet, ragen die Schaufeln 441 mittels einer Aussparung 413 im Inneren der aktiven Gehäusestrukturierung 412 in den Ansaugkanal 426 hinein. Die Schaufeln 441 können an die Innenwand 407 angrenzend positioniert sein, sodass zwischen den Flügeln 441 und der Innenwand 407 keine Luft entlang strömt. In manchen Beispielen können sich die Schaufeln 441 in die Aussparung 413 hinein erstrecken, um Luftverlust in die Aussparung im Falle der geschlossenen Position zu reduzieren. In der geschlossenen Position ist die Luftströmung vor der Anströmkante der Vollschaufel 420 blockiert. Wenn sich die VID 440 in der geschlossenen Position befindet, wird beispielsweise ein Durchmesser des Ansaugkanals 426 unmittelbar stromaufwärts des Laufrads 406 eingegrenzt, wobei die VID 440 in einen Zustand mit kleinerem Radius (z. B. kleiner Einfassung) versetzt ist. Die Begrenzung des Laufrads (z. B. die an das Gehäuse 414 angrenzenden Außenkanten) tritt nicht mit dem Luftstrom in Wechselwirkung, was effektiv eine Größe des Laufrads 406 reduziert. Die VID 440 kann die Luftströmung beispielsweise auf 20-40 % des Laufrads 406 blockieren, wenn sie in der geschlossenen Position ist, wobei das Blockieren bei den äußeren 20-40 % des Laufrads und nicht in der Mitte des Laufrads erfolgt. Im Ergebnis wird die Verdichtereffizienz bei geringeren Verdichterdrehzahlen und - massenströmen gesteigert. Zugleich werden die Ventile 434 durch die Drehung des Verstellrings 415 in die erste, geschlossene Position derart gestellt, dass die Luftströmung durch jeden Rückführkanal 428 verhindert wird, was im Vergleich dazu, dass die VID 440 geschlossen und die aktive Gehäusestrukturierung 412 offen ist (z. B. der Rückführkanal 428 offen ist), die Verdichtereffizienz weiter steigert. Die aktive Gehäusestrukturierung 412 kann in dieser Schrift als in einer geschlossenen Position bezeichnet werden, wenn die Luftströmung durch jeden Rückführkanal 428 durch die Ventile 434 blockiert wird, wie beispielsweise in 4A gezeigt.The VID 440 can be operated in the closed position by the control the adjusting ring 415 about the actuator 423 rotates to a first position, as in 4A shown and with reference to 5A described further. If the VID 440 in the closed position, the blades protrude 441 by means of a recess 413 inside the active case structuring 412 into the intake duct 426 into it. The shovels 441 can on the inner wall 407 be positioned adjacent so that between the wings 441 and the inner wall 407 no air flows along. In some examples, the blades can 441 in the recess 413 Extend to reduce air loss in the recess in the closed position. In the closed position, the air flow is in front of the leading edge of the full blade 420 blocked. If the VID 440 is in the closed position, for example, a diameter of the intake duct 426 immediately upstream of the impeller 406 narrowed down, the VID 440 is set to a state with a smaller radius (e.g. small border). The limitation of the impeller (e.g. to the housing 414 adjoining Outer edges) does not interact with the airflow, which effectively size the impeller 406 reduced. The VID 440 the air flow can, for example, be 20-40% of the impeller 406 lock when in the closed position, locking at the outer 20-40% of the impeller rather than in the center of the impeller. As a result, the compressor efficiency is increased at lower compressor speeds and mass flows. At the same time the valves 434 by rotating the adjustment ring 415 placed in the first, closed position such that the air flow through each return duct 428 what is prevented is that the VID 440 closed and the active case structuring 412 is open (e.g. the return channel 428 is open), the compressor efficiency further increases. The active case structuring 412 can be referred to in this document as in a closed position when the air flow through each return duct 428 through the valves 434 is blocked, such as in 4A shown.

Im Falle höherer Motorlasten wird die VID 440 in die offene Position betätigt, indem die Steuerung den Verstellring 415 über den Aktor 423 in eine zweite Position dreht, wie in 4B gezeigt und unter Bezugnahme auf 5C weitergehend beschrieben (zwischen der ersten Position und der zweiten Position kann es einige Zwischenpositionen geben, wie es unter Bezugnahme auf 5B beschrieben wird). Durch die Drehung des Verstellrings 415 werden die Schaufeln 441 in die Aussparung 413 eingefahren, sodass die Schaufeln 441 nicht mehr in den Ansaugkanal 426 hinein ragen und innerhalb der Wände der aktiven Gehäusestrukturierung 412 positioniert sind. In der offenen Position ist die Luftströmung zum Laufrad 406 unbeschränkt, wobei die VID 440 in einen Zustand mit größerem Radius (bspw. großer Einfassung) versetzt ist, was eine höhere Motorleistung oder ein höheres Drehmoment ermöglicht. Beispielsweise können die Innenkanten 409 der Schaufeln 441 bündig mit der Innenwand 407 sein. Andererseits werden die Schaufeln 434 durch die Drehung des Verstellrings 415 in die zweite, offene Position aus jedem Rückführkanal 428 heraus gedreht, sodass die Luftströmung durch den Rückführkanal zugelassen wird, was eine Pumpspanne des Verdichters 402 im Vergleich dazu erweitert, dass die Luftströmung durch den Rückführkanal blockiert wird. (Die Ventile 434 sind in der Ansicht von 4B nicht gezeigt, da sie aus der Ebene des zweiten Schemas 450 heraus gedreht worden sind.) Die aktive Gehäusestrukturierung 412 kann in dieser Schrift als in einer offenen Position bezeichnet werden, wenn die Luftströmung durch jeden Rückführkanal 428 zugelassen wird, wie beispielsweise in 4B gezeigt.In the case of higher engine loads, the VID 440 actuated to the open position by the controller's adjustment ring 415 about the actuator 423 rotates to a second position, as in 4B shown and with reference to 5C described further (there may be some intermediate positions between the first position and the second position, as described with reference to FIG 5B is described). By turning the adjustment ring 415 become the shovels 441 in the recess 413 retracted so the blades 441 no longer in the intake duct 426 protrude into and within the walls of the active housing structuring 412 are positioned. The air flow to the impeller is in the open position 406 unlimited, the VID 440 is placed in a state with a larger radius (for example a large rim), which enables a higher engine output or a higher torque. For example, the inner edges 409 the shovels 441 flush with the inner wall 407 his. On the other hand, the blades 434 by rotating the adjustment ring 415 to the second, open position from each return channel 428 rotated out so that the air flow through the return duct is allowed, which is a pump span of the compressor 402 expanded in comparison to blocking the air flow through the return duct. (The valves 434 are in the view of 4B not shown as it comes from the level of the second scheme 450 have been rotated out.) The active case structuring 412 can be referred to in this document as being in an open position when the air flow through each return duct 428 is permitted, such as in 4B shown.

Dadurch, dass sowohl eine VID 440 als auch eine aktive Gehäusestrukturierung 412 unter der Steuerung eines gemeinsamen Aktors 423 integriert werden, kann der Verdichter 402 mit hoher Effizienz und erweiterter Pumpspanne in einer großen Bandbreite an Strömungen betrieben werden, was den Kraftstoffverbrauch verringert und die Leistungsfähigkeit des Motors erhöht. Auf diese Weise können die aktive Gehäusestrukturierung 412 und die VID 440 simultan eingestellt werden, sodass Luft unter ausgewählten Betriebsbedingungen durch den Rückführkanal 428 strömt und das Laufrad 406 unter anderen Betriebsbedingungen eine reduzierte effektive Größe aufweist, wie es unter Bezugnahme auf 9 weitergehend beschrieben wird. Um ein Beispiel zu nennen, können die aktive Gehäusestrukturierung 412 und die VID 440 auf der Grundlage einer Druckdifferenz am Verdichtereinlass 416 und einem Ansaugkrümmer stromabwärts des Verdichters simultan eingestellt werden. In einem anderen Beispiel können die aktive Gehäusestrukturierung 412 und die VID 440 auf der Grundlage einer Druckdifferenz im Ansaugkrümmer und am Verdichtereinlass simultan eingestellt werden. In einem weiteren Beispiel können die aktive Gehäusestrukturierung 412 und die VID 440 auf der Grundlage von Motorlast- und Motordrehzahlbedingungen (z. B. einer aktuellen Betriebsdrehzahl und -last des Motors) im Verhältnis zu Pumpschwellen simultan eingestellt werden. Es versteht sich, dass die in dieser Schrift vorgestellten Beispiele erläuternder Art und dass andere Beispiele möglich sind. Durch das Verwenden des gemeinsamen Betätigungssystems ist darüber hinaus nur ein Positionssensor notwendig, um zu bestimmen, ob sich jede von der VID und der aktiven Gehäusestrukturierung wie erwartet in die befohlenen Positionen bewegen.Because both a VID 440 as well as active case structuring 412 under the control of a common actuator 423 can be integrated, the compressor 402 operate with high efficiency and extended pump range in a wide range of flows, which reduces fuel consumption and increases the performance of the engine. In this way, the active housing structuring 412 and the VID 440 can be adjusted simultaneously, so that air under selected operating conditions through the return duct 428 flows and the impeller 406 under other operating conditions has a reduced effective size as referenced in FIG 9 is further described. To give an example, the active case structuring 412 and the VID 440 based on a pressure difference at the compressor inlet 416 and an intake manifold downstream of the compressor. In another example, the active case structuring 412 and the VID 440 can be adjusted simultaneously based on a pressure difference in the intake manifold and at the compressor inlet. In another example, the active case structuring 412 and the VID 440 based on engine load and engine speed conditions (e.g., current engine operating speed and load) in relation to pumping thresholds. It is understood that the examples presented in this document are illustrative and that other examples are possible. In addition, by using the common actuation system, only one position sensor is necessary to determine whether each of the VID and active housing structure are moving to the commanded positions as expected.

Die 5A-5C zeigen Einzelheiten der VID 440 und des Verstellrings 415 von 4A-4B. Konkret zeigt 5A eine Vorderansicht 500 der VID 440 und der aktiven Gehäusestrukturierung 412 in der geschlossenen Position, 5B zeigt eine Vorderansicht 510 der VID 440 und der aktiven Gehäusestrukturierung 412 in einer Zwischenposition und 5C zeigt eine Vorderansicht 520 der VID 440 und der aktiven Gehäusestrukturierung 412 in der offenen Position. Komponenten von 5A-5C, die mit Komponenten in 4A-4B übereinstimmen, sind gleich nummeriert und werden eventuell nicht noch einmal vorgestellt.The 5A -5C show details of the VID 440 and the adjustment ring 415 of 4A -4B. Specifically shows 5A a front view 500 the VID 440 and the active housing structuring 412 in the closed position, 5B shows a front view 510 the VID 440 and the active housing structuring 412 in an intermediate position and 5C shows a front view 520 the VID 440 and the active housing structuring 412 in the open position. Components of 5A - 5C that with components in 4A - 4B match, are numbered the same and may not be presented again.

Wie in den 5A-5B gezeigt, weist die VID 440 eine Vielzahl benachbart angeordneter Schaufeln 441 in einem Ring um eine Mittelachse der VID 440 auf, der kollinear zu einer Mittelachse eines Verdichters wie etwa die in den 4A-4B gezeigte Drehachse 424 sein kann. In der Darstellung der Ansichten 500, 510 und 520 verläuft das Einlassende 405 der VID 440 in die Seite, und in den Ansichten 500, 510 und 520 verläuft das Auslassende 403 der VID 440 aus der Seite. Gas (z. B. Ansaugluft), das durch einen Kanal strömt, in dem die VID 440 positioniert ist (wie etwa die Einlassleitungen oder Ansaugkanäle, die in den 4A-4B gezeigt sind), tritt mit den Innenkanten 409 in Berührung, während es die VID 440 passiert. Somit bilden die Innenkanten 409 einen Strömungskanal durch die VID 440.As in the 5A -5B shows the VID 440 a plurality of adjacent blades 441 in a ring around a central axis of the VID 440 on, which is collinear to a central axis of a compressor such as that in FIGS 4A - 4B shown axis of rotation 424 can be. In the representation of the views 500 . 510 and 520 runs the inlet end 405 the VID 440 in the side, and in the views 500 . 510 and 520 runs the outlet end 403 the VID 440 from the side. Gas (e.g. intake air) that flows through a duct in which the VID 440 positioned (such as the inlet lines or Intake ducts in the 4A -4B are shown), occurs with the inner edges 409 in touch while it's the VID 440 happens. Thus form the inner edges 409 a flow channel through the VID 440 ,

In der geschlossenen Position, die in 5A gezeigt ist, bilden die Innenkanten 409 der Schaufeln 441 einen durchgängigen Ring mit einem Innendurchmesser 543. Der Innendurchmesser 543 kann im Verhältnis zu einem Innendurchmesser eines Ansaugkanals, in dem die VID 440 positioniert ist (bspw. des in den 4A und 4B gezeigten Ansaugkanals 426), zu 60-80 % gleich sein, wenn sich die VID 440 in der offenen Position befindet. Die Innenkanten 409 der Schaufeln 441 können eine sich verjüngende Gestalt aufweisen, sodass sich benachbarte Schaufeln 411 überschneiden können, um Verluste zu verhindern. Um die VID 440 und die aktive Gehäusestrukturierung 412 zwischen der geschlossenen Position (5A) und der offenen Position (5C) zu überführen, wird jede Schaufel 441 der VID 440 in die Aussparung 413 eingefahren, indem der Verstellring 415 über den gemeinsamen Aktor 423 und die Welle 425 gedreht wird. Bei dem gemeinsamen Aktor 423 kann es sich beispielsweise um einen Schrittmotor handeln, der die Welle 425 seitlich bewegt. Die seitliche Bewegung der Welle 425 bringt den Verstellring 415 zum Drehen. Wenn der Verstellring 415 gedreht wird, bewegen sich die Schlitze 417 in Bezug auf den Arm 419 und Bolzen 421 jeder Schaufel 441, die in eine radiale Richtung übersetzbar sein kann. Infolgedessen verschiebt sich der Bolzen 421 entlang des Schlitzes 417, was die Schaufel 441 radial nach außen zieht, wodurch der Innendurchmesser 543 zunimmt. Wenn sich die VID 440 und die aktive Gehäusestrukturierung 412 beispielsweise, wie in 5B gezeigt, in der Zwischenposition befinden, werden die Schaufeln 441 teilweise in die Aussparung 413 eingefahren. Andererseits werden die Ventile 434 durch die Drehung des Verstellrings 415 derart bewegt, dass die Rückführkanäle 428 teilweise geöffnet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass zwar zwei Rückführkanäle 428 (und zwei entsprechende Ventile 434) gezeigt sind, dabei aber eine beliebige Anzahl an Rückführkanälen möglich ist, die symmetrisch oder asymmetrisch um die Mittelachse des Verdichters verteilt sein können. Wenn sich die VID 440 in der offenen Position befindet und die Schaufeln 441 vollständig in die Aussparung 413 eingefahren sind, dann ist der Innendurchmesser 543 auf dem Maximalwert, der einem Durchmesser der Innenwand 407 entspricht, wie in 5C gezeigt. Wenn sich die aktive Gehäusestrukturierung 412 in der offenen Position befindet, überdecken oder versperren die Ventile 434 die Rückführkanäle 428 nicht mehr, wie in 5C gezeigt.In the closed position, which in 5A is shown form the inner edges 409 the shovels 441 a continuous ring with an inner diameter 543 , The inside diameter 543 can be in relation to an inner diameter of an intake duct in which the VID 440 is positioned (e.g. in the 4A and 4B shown intake duct 426 ), be 60-80% the same if the VID 440 is in the open position. The inside edges 409 the shovels 441 can have a tapered shape, so that adjacent blades 411 can overlap to prevent losses. To the VID 440 and active case structuring 412 between the closed position ( 5A) and the open position ( 5C ) every shovel 441 the VID 440 in the recess 413 retracted by the adjusting ring 415 via the common actuator 423 and the wave 425 is rotated. With the common actuator 423 it can be, for example, a stepper motor that drives the shaft 425 moved sideways. The lateral movement of the shaft 425 brings the adjustment ring 415 for turning. If the adjustment ring 415 the slots move 417 in relation to the arm 419 and bolts 421 every scoop 441 that can be translated in a radial direction. As a result, the bolt shifts 421 along the slot 417 what the shovel 441 pulls radially outwards, creating the inside diameter 543 increases. If the VID 440 and active case structuring 412 for example, as in 5B shown in the intermediate position, the blades 441 partially in the recess 413 retracted. On the other hand, the valves 434 by rotating the adjustment ring 415 moved such that the return channels 428 partially opened. It should be noted that there are two return channels 428 (and two corresponding valves 434 ) are shown, but any number of return channels is possible, which can be distributed symmetrically or asymmetrically around the central axis of the compressor. If the VID 440 is in the open position and the blades 441 completely into the recess 413 are retracted, then the inside diameter 543 at the maximum value, which is a diameter of the inner wall 407 corresponds as in 5C shown. If the active housing structuring 412 in the open position, cover or block the valves 434 the return channels 428 not like in 5C shown.

In manchen Beispielen kann die in 5B gezeigte Zwischenposition vorübergehend sein, und die VID 440 und die aktive Gehäusestrukturierung 412 können nur in der offenen (z. B. komplett offenen) und der geschlossenen (z. B. komplett geschlossenen) Position betrieben werden. In anderen Beispielen können die VID 440 und die aktive Gehäusestrukturierung 412 zwischen der komplett offenen und der komplett geschlossenen Position kontinuierlich variabel sein, wobei eine Steuerung eine Position des Verstellrings auswählen wird, die eine gewünschte teilweise offene Position ergeben wird, was auf Betriebsbedingungen beruhend erfolgt.In some examples, the in 5B intermediate position shown may be temporary, and the VID 440 and active case structuring 412 can only be operated in the open (e.g. completely open) and closed (e.g. completely closed) position. In other examples, the VID 440 and active case structuring 412 be continuously variable between the fully open and the fully closed position, with a controller selecting a position of the adjustment ring that will result in a desired partially open position based on operating conditions.

2A-5C zeigen beispielhafte Auslegungen mit einer relativen Positionierung der unterschiedlichen Komponenten. Falls derartige Elemente so gezeigt sind, dass sie einander direkt berühren oder direkt miteinander gekoppelt sind, können sie in mindestens einem Beispiel als sich direkt berührend bzw. direkt gekoppelt bezeichnet werden. Gleichermaßen können Elemente, die aneinander angrenzend oder zueinander benachbart gezeigt sind, in mindestens einem Beispiel aneinander angrenzend bzw. zueinander benachbart sein. Als ein Beispiel können Komponenten, die in sich Flächen teilender Berührung liegen, als in sich Flächen teilender Berührung bezeichnet werden. Als ein anderes Beispiel können Elemente, die voneinander getrennt positioniert sind, wobei sich nur ein Abstand dazwischen befindet und keine anderen Komponenten, in mindestens einem Beispiel derart bezeichnet werden. Als noch ein anderes Beispiel können Elemente, die über-/untereinander, an entgegengesetzten Seiten voneinander oder links/rechts voneinander gezeigt sind, in Bezug aufeinander derart bezeichnet werden. Ferner kann, wie in den Figuren gezeigt, ein oberstes Element oder ein oberster Punkt eines Elements in mindestens einem Beispiel als eine „Oberseite“ der Komponente bezeichnet werden und ein unterstes Element oder ein unterster Punkt des Elements als eine „Unterseite“ der Komponente bezeichnet werden. Im hier verwendeten Sinne können sich Oberseite/Unterseite, obere(r/s)/untere(r/s), über/unter auf eine vertikale Achse der Figuren beziehen und dazu verwendet werden, die Positionierung von Elementen der Figuren in Bezug aufeinander zu beschreiben. Demnach sind Elemente, die über anderen Elementen gezeigt sind, in einem Beispiel vertikal über den anderen Elementen positioniert. Als noch ein anderes Beispiel können Formen der Elemente, die innerhalb der Figuren dargestellt sind, als diese Formen aufweisend bezeichnet werden (wie z. B. als rund, gerade, planar, gekrümmt, abgerundet, abgeschrägt, abgewinkelt oder dergleichen). Ferner können Elemente, die so gezeigt sind, dass sie einander schneiden, in mindestens einem Beispiel als sich schneidende Elemente oder einander schneidend bezeichnet werden. Noch ferner kann ein Element, das innerhalb eines anderen Elements oder außerhalb eines anderen Elements gezeigt ist, in einem Beispiel derart bezeichnet werden. 2A - 5C show exemplary designs with a relative positioning of the different components. If such elements are shown in such a way that they touch one another directly or are directly coupled to one another, they can be referred to as directly touching or directly coupled in at least one example. Likewise, elements shown adjacent or adjacent to each other may be adjacent or adjacent to each other in at least one example. As an example, components that reside in area sharing touch can be referred to as area sharing touch. As another example, elements that are positioned separately from one another, with only a space between them and no other components, can be designated in such a way in at least one example. As yet another example, elements shown above / below one another, on opposite sides of each other, or left / right of each other may be so referred to in relation to each other. Furthermore, as shown in the figures, an uppermost element or an uppermost point of an element in at least one example can be referred to as a “top side” of the component and a bottom element or a bottom point of the element can be referred to as a “bottom side” of the component , In the sense used here, top / bottom, top (r / s) / bottom (r / s), over / under can refer to a vertical axis of the figures and can be used to describe the positioning of elements of the figures in relation to one another , Thus, in one example, elements shown above other elements are positioned vertically above the other elements. As yet another example, shapes of the elements depicted within the figures can be referred to as having those shapes (such as round, straight, planar, curved, rounded, beveled, angled, or the like). Furthermore, elements shown to intersect each other may be referred to as intersecting elements or intersecting each other in at least one example. Still further, an element shown inside another element or outside another element may be referred to in one example.

Unter Bezugnahme auf 6 ist ein Ablaufdiagramm eines Beispielverfahrens 600 zum Steuern des Betriebs (z. B. Steuern einer Position) einer variablen Einlassvorrichtung, die in einer Einlassleitung eines Turboladerverdichters positioniert ist, gezeigt. Konkret kann es sich bei der variablen Einlassvorrichtung (VID) um die VID 240 handeln, die in den 3A-3B gezeigt ist, und sie kann in einem Motorsystem wie beispielsweise dem in 1 gezeigten System des Motors 10 beinhaltet sein. Die VID kann in einer Einlassleitung eines Verdichters, stromaufwärts eines Laufrads, positioniert sein, wie etwa in den 2A-2B gezeigt. Wie in den 2A-2B ebenfalls gezeigt, kann der Verdichter des Weiteren eine Gehäusestrukturierung, die einen Rückführkanal aufweist, beinhalten. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 600 und der übrigen in dieser Schrift enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung (z. B. die in 1 gezeigte Steuerung 12) auf der Grundlage von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Sensoren, empfangenen Signalen ausgeführt werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems (z. B. das AGR-Ventil 80 von 1) einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen. Zum Beispiel kann die Steuerung einen Aktor der VID (z. B. den Aktor 223, der in 2A und 2B gezeigt ist) einsetzen, um die VID zwischen einer offenen Position (wie in 2B und 3B gezeigt) und einer geschlossenen Position (wie in 2A und 3A gezeigt) einzustellen. With reference to 6 Figure 11 is a flow diagram of an example process 600 for controlling the operation (e.g., controlling a position) of a variable intake device positioned in an intake line of a turbocharger compressor. Specifically, the variable intake device (VID) may be the VID 240 act in the 3A -3B, and it can be used in an engine system such as that shown in 1 shown system of the engine 10 be included. The VID may be positioned in an intake line of a compressor, upstream of an impeller, such as in FIGS 2A -2B shown. As in the 2A -2B also shown, the compressor may further include a housing structure that has a return channel. Instructions for performing the procedure 600 and the other methods contained in this document can be controlled by a controller (e.g. the in 1 shown control 12 based on instructions stored in a memory of the controller and in connection with sensors of the engine system, such as those referring to FIG 1 described sensors, received signals are executed. The controller can control engine actuators of the engine system (e.g. the EGR valve 80 of 1 ) to adjust engine operation according to the procedures described below. For example, the controller can use an actuator of the VID (e.g. the actuator 223 who in 2A and 2 B to move the VID between an open position (as shown in 2 B and 3B shown) and a closed position (as in 2A and 3A shown).

Das Verfahren 600 beginnt bei 602 und beinhaltet ein Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsbedingungen. Zu den Betriebsbedingungen können die Motordrehzahl, Motorlast, Motortemperatur (wie etwa von einer Motorkühlmitteltemperatur, die anhand eines Motorkühlmitteltemperatursensors gemessen wird, abgeleitet), die Luftmassenströmung (wie bspw. anhand eines MAF-Sensors wie etwa des MAF-Sensors 122 von 1 gemessen), der Ansaugkrümmerdruck (wie bspw. anhand eines MAP-Sensors wie etwa des MAP-Sensors 124 von 1 gemessen), eine Druckdifferenz in einem Verdichter, ein Luftmassendurchsatz durch den Verdichter, eine Drehzahl des Verdichters, eine Position der VID, der Abgasdruck (wie bspw. anhand des Abgasdrucksensors 158 gemessen) usw. gehören. Die Betriebsbedingungen können auf verfügbaren Daten beruhend gemessen oder abgeleitet werden.The procedure 600 starts at 602 and includes estimating and / or measuring engine operating conditions. Operating conditions may include engine speed, engine load, engine temperature (such as derived from an engine coolant temperature measured using an engine coolant temperature sensor), air mass flow (such as a MAF sensor such as the MAF sensor) 122 of 1 measured), the intake manifold pressure (such as using a MAP sensor such as the MAP sensor 124 of 1 measured), a pressure difference in a compressor, an air mass flow through the compressor, a speed of the compressor, a position of the VID, the exhaust gas pressure (such as, for example, using the exhaust gas pressure sensor 158 measured) etc. belong. Operating conditions can be measured or derived based on available data.

Bei 604 beinhaltet das Verfahren 600 ein Bestimmen, ob der Motor unterhalb einer Schwelle arbeitet. Das Arbeiten unterhalb der Schwelle kann beinhalten, dass eine aktuelle (z. B. aktuell bestimmte) Motordrehzahl und Motorlast unterhalb der Schwelle liegen. In einem Beispiel kann die Schwelle eine voreingestellte Schwelle sein, die in einem Kennlinienfeld oder einer Lookup-Tabelle in einem Speicher der Steuerung gespeichert ist. Es wird kurz auf 8 Bezug genommen, in der ein beispielhaftes Kennlinienfeld 800 bezüglich der Motorlast (vertikale Achse) im Verhältnis zur Motordrehzahl (horizontale Achse) gezeigt wird. Das Kennlinienfeld 800 beinhaltet eine betriebsbezogene Begrenzungslinie 802. Von den möglichen Motordrehzahl- und Motorlastbetriebspunkten des Motors können alle auf den Achsen und der Betriebsbegrenzungslinie 802 enthalten sein. Das Kennlinienfeld 800 beinhaltet zudem eine Pumpschwelle 804. Wenn der Motor bei einem Motordrehzahl- und Motorlastpunkt arbeitet, der unterhalb oder links der Pumpschwelle 804, wie etwa in einem ersten Bereich 806, liegt, kann die Wahrscheinlichkeit von Verdichterpumpen im Verhältnis dazu, dass der Motor bei einem Motordrehzahl- und Motorlastpunkt arbeitet, der oberhalb oder rechts der Pumpschwelle 804, wie etwa in einem zweiten Bereich 808, liegt, erhöht sein.at 604 includes the process 600 determining whether the engine is operating below a threshold. Working below the threshold can include that a current (e.g. currently determined) engine speed and engine load are below the threshold. In one example, the threshold may be a preset threshold that is stored in a characteristic field or a lookup table in a memory of the controller. It gets up short 8th Reference, in the an exemplary characteristic field 800 with respect to the engine load (vertical axis) in relation to the engine speed (horizontal axis). The characteristic field 800 includes an operational boundary line 802 , All of the possible engine speed and engine load operating points of the engine can be found on the axles and the operating limit line 802 be included. The characteristic field 800 also includes a pump threshold 804 , When the engine is operating at an engine speed and engine load point that is below or to the left of the pump threshold 804 , such as in a first area 806 , the likelihood of compressor pumps may be relative to the engine operating at an engine speed and load point that is above or to the right of the pump threshold 804 , such as in a second area 808 , lies, be elevated.

Im zweiten Bereich 808 des Motorkennlinienfelds 800 teilt eine Schwelle 805 den zweiten Bereich 808 in eine Hochlastregion 808a und eine Niederlastregion 808b. Die Hochlastregion 808a befindet sich rechts der Schwelle 805 und umfasst Motorlasten und -drehzahlen, die höher als jene durch die Schwelle 805 definierten sind. Der Motorbetrieb bei Spitzendrehmoment ist in der Hochlastregion 808a enthalten, und die VID und die aktive Gehäusestrukturierung können derart eingestellt werden, dass sie eine verstärkte Strömung durch den Verdichter bereitstellen, um den Motorbetrieb bei Spitzendrehmoment wie auch eine Pumpminderung zu ermöglichen. In der Niederlastregion 808b sind Motorlasten und -drehzahlen geringer als jene durch die Schwelle 805 definierten und können einem Leerlauf- oder Teillastbetrieb des Fahrzeugs entsprechen. Daher ist eine Fähigkeit für einen Motorbetrieb bei Spitzendrehmoment in dieser Region nicht notwendig, und die VIC und die aktive Gehäusestrukturierung können in solche Positionen eingestellt werden, dass die Massenströmung in den Verdichter verringert wird, während die Verdichtereffizienz und damit die Kraftstoffeffizienz des Motors gesteigert werden.In the second area 808 of the engine characteristic field 800 divides a threshold 805 the second area 808 in a high-load region 808a and a low load region 808b , The high-load region 808a is on the right of the threshold 805 and includes engine loads and speeds higher than those through the threshold 805 are defined. Engine operation at peak torque is in the high load region 808a included, and the VID and active housing structuring can be adjusted to provide increased flow through the compressor to allow peak torque engine operation as well as pump reduction. In the low load region 808b engine loads and speeds are lower than those due to the threshold 805 defined and can correspond to an idle or partial load operation of the vehicle. Therefore, an ability to operate engine at peak torque in this region is not necessary, and the VIC and active housing structuring can be set in such positions that the mass flow into the compressor is reduced, while increasing the compressor efficiency and thus the fuel efficiency of the engine.

Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung auf ein Kennlinienfeld oder eine Lookup-Tabelle mit Verdichterbedingungen wie etwa den Differenzialdruck im Verdichter und/oder die Luftmassenströmung durch den Verdichter zurückgreifen, um die Betriebsbedingungen des Verdichters mit der Pumpschwelle zu vergleichen. Ein Beispiel für ein solches Verdichterkennlinienfeld 1000 ist in 10 gezeigt.Additionally or alternatively, the controller can use a characteristic field or a lookup table with compressor conditions such as the differential pressure in the compressor and / or the air mass flow through the compressor in order to compare the operating conditions of the compressor with the pump threshold. An example of such a compressor characteristic field 1000 is in 10 shown.

Die horizontale Achse in dem Verdichterkennlinienfeld 1000 stellt einen Massendurchsatz des Verdichters dar, wobei die Werte von links nach rechts steigen, wohingegen die vertikale Achse ein Druckverhältnis über den Verdichter hinweg (z. B. einen Ausgangsdruck, dividiert durch einen Eingangsdruck) darstellt, wobei die Werte von unten nach oben steigen. Das Verdichterkennlinienfeld 1000 beinhaltet eine Vielzahl von Verdichterdrehzahllinien 1002, eine Pumpgrenze 1004 und eine Drosselgrenze 1006. Die Pumpgrenze 1004 stellt dar, an welcher Stelle der Verdichterbetrieb an Stabilität verlieren und ein Pumpverhalten zeigen kann, das von zischenden Geräuschen bis zu starken Strömungsschwankungen reicht. Die Drosselgrenze 1006 stellt den höchstmöglichen Massendurchsatz bei einem jeweiligen Druckverhältnis dar. Ein Bereich zwischen der Pumpgrenze 1004 und der Drosselgrenze 1006 stellt eine Region eines stabilen Verdichterbetriebs dar, die dem zweiten Bereich 808 des Motorkennlinienfelds 800 von 8 entsprechen kann.The horizontal axis in the compressor characteristic field 1000 represents a mass flow rate of the compressor, the values increasing from left to right, whereas the vertical axis is on Pressure ratio across the compressor (e.g. an outlet pressure divided by an inlet pressure), with values increasing from bottom to top. The compressor characteristic field 1000 includes a variety of compressor speed lines 1002 , a surge line 1004 and a throttle limit 1006 , The surge line 1004 shows at which point the compressor operation loses stability and can show a pumping behavior that ranges from hissing noises to strong flow fluctuations. The throttle limit 1006 represents the highest possible mass flow at a given pressure ratio. A range between the surge line 1004 and the throttle limit 1006 represents a region of stable compressor operation, the second area 808 of the engine characteristic field 800 of 8th can correspond.

Eine erste Schwelle 1008 kann eine erste Verdichterkennlinienfeldregion 1010 mit geringer Massenströmung und geringen Druckverhältnissen innerhalb der Region des stabilen Betriebs von Regionen des Verdichterkennlinienfelds 1000 mit einem Verdichterbetrieb bei höheren Massenströmungen und höheren Druckverhältnissen trennen. Der Verdichterbetrieb bei höheren Massenströmungen und höheren Druckverhältnissen lässt sich weiter in eine zweite Verdichterkennlinienfeldregion 1012, eine dritte Verdichterkennlinienfeldregion 1013 und eine vierte Verdichterkennlinienfeldregion 1014 unterteilen. Begrenzungen zwischen jeder von der ersten, zweiten, dritten und vierten Verdichterkennlinienfeldregion 1010, 1012, 1013 bzw. 1014 können durch Einstellungen hinsichtlich der Positionierung der VID und aktiven Gehäusestrukturierung zum Erfüllen des Verdichterbetriebs definiert sein, wie es in dieser Schrift weitergehend beschrieben wird.A first threshold 1008 can a first compressor characteristic field region 1010 with low mass flow and low pressure conditions within the region of stable operation of regions of the compressor characteristic field 1000 separate with a compressor operation at higher mass flows and higher pressure ratios. The compressor operation at higher mass flows and higher pressure ratios can be further divided into a second compressor characteristic field region 1012 , a third compressor characteristic field region 1013 and a fourth compressor map region 1014 divide. Boundaries between each of the first, second, third and fourth compressor map region 1010 . 1012 . 1013 respectively. 1014 can be defined by settings regarding the positioning of the VID and active housing structuring to fulfill the compressor operation, as is further described in this document.

Die erste Schwelle 1008 kann der Schwelle 805 des Motorkennlinienfelds 800 von 8 entsprechen. Eine zweite Schwelle 1011 kann die zweite Verdichterkennlinienfeldregion 1012 und die dritte Verdichterkennlinienfeldregion 1013 zumindest teilweise trennen. Eine vierte Verdichterkennlinienfeldregion 1014, die einer Spitzeneffizienzregion entspricht, kann sich zwischen der zweiten Verdichterkennlinienfeldregion 1012 und der dritten Verdichterkennlinienfeldregion 1013 befinden und durch die zweite Schwelle 1011 von der zweiten Verdichterkennlinienfeldregion 1012 getrennt sein. Der Verdichterbetrieb in der ersten Verdichterkennlinienfeldregion 1010 kann Fahrbedingungen darstellen, in denen kein Spitzendrehmomentbetrieb des Motors angefordert wird, wohingegen der Betrieb in einer von der zweiten Verdichterkennlinienfeldregion 1012, der dritten Verdichterkennlinienfeldregion 1013 und der vierten Verdichterkennlinienfeldregion 1014 den Motorbetrieb bei Spitzendrehmoment beinhalten kann. Die zweite Verdichterkennlinienfeldregion 1012, die dritte Verdichterkennlinienfeldregion 1013 und die vierte Verdichterkennlinienfeldregion 1014 werden unter Bezugnahme auf 7 weitergehend beschrieben.The first threshold 1008 can the threshold 805 of the engine characteristic field 800 of 8th correspond. A second threshold 1011 can the second compressor characteristic field region 1012 and the third compressor map region 1013 at least partially separate. A fourth compressor map region 1014 , which corresponds to a peak efficiency region, can be located between the second compressor characteristic field region 1012 and the third compressor map region 1013 and through the second threshold 1011 from the second compressor characteristic field region 1012 be separated. The compressor operation in the first compressor characteristic field region 1010 may represent driving conditions in which peak engine torque operation is not requested, whereas operation in one of the second compressor map region 1012 , the third compressor characteristic field region 1013 and the fourth compressor map region 1014 may include engine operation at peak torque. The second compressor characteristic field region 1012 , the third compressor characteristic field region 1013 and the fourth compressor map region 1014 are with reference to 7 described further.

Wenn der Motor, erneut auf 6 Bezug nehmen, unterhalb der Schwelle arbeitet (z. B., wenn der aktuelle Motordrehzahl- und -lastbetriebspunkt in der Niederlastregion 808b, gezeigt im Kennlinienfeld 800, und/oder links der ersten Schwelle 1008 im Verdichterkennlinienfeld 1000 von 10 liegt), geht das Verfahren 600 zu 606 über und beinhaltet, dass die VID geschlossen gehalten wird. Weil der Motor bereits unterhalb der Schwelle arbeitet, was dem Betrieb mit geschlossener VID entspricht, ist zu erwarten, dass sich die VID bereits in der geschlossenen Position befinden wird. Die geschlossene Position der VID ist in den 2A und 3A gezeigt, wie vorstehend beschrieben. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 2A und 3A erläutert, reduzieren die Innenkanten der VID in der geschlossenen Position einen Durchmesser des Ansaugkanals unmittelbar stromaufwärts des Laufrads.If the engine is on again 6 Reference works below the threshold (e.g. when the current engine speed and load operating point is in the low load region 808b , shown in the characteristic field 800 , and / or left of the first threshold 1008 in the compressor characteristic field 1000 of 10 lies), the procedure goes 600 to 606 above and implies that the VID is kept closed. Because the motor is already operating below the threshold, which corresponds to operation with the VID closed, it can be expected that the VID will already be in the closed position. The closed position of the VID is in the 2A and 3A shown as described above. As above with reference to 2A and 3A explained, the inner edges of the VID in the closed position reduce a diameter of the intake duct immediately upstream of the impeller.

Bei 608 beinhaltet das Verfahren 600 ein Bestimmen, ob sich der Motorbetrieb der Schwelle nähert. Die Tatsache, dass sich der Motorbetrieb der Schwelle nähert, kann darauf hinweisen, dass ein Übergang aus einem Betrieb unterhalb der Schwelle zu einem Betrieb oberhalb der Schwelle zu erwarten ist. Um ein Beispiel zu nennen, kann die Steuerung den Verdichtermassendurchsatz, die Verdichterdrehzahl und das Verdichterdruckverhältnis in ein/e/n oder mehrere Lookup-Tabellen, Algorithmen oder Kennlinienfelder (wie etwa das Verdichterkennlinienfeld 1000 von 10) eingeben, um eine Echtzeitschätzung eines Abstands von der Schwelle (z. B. der ersten Schwelle 1008) zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerung, um ein anderes Beispiel zu nennen, die Motordrehzahl und -last in ein/e/n oder mehrere Lookup-Tabellen, Algorithmen oder Kennlinienfelder (wie etwa das Motorkennlinienfeld 800 von 8) eingeben, um die Echtzeitschätzung des Abstands von der Schwelle (z. B. der Schwelle 805) zu bestimmen. Dass sich der Motorbetrieb der Schwelle nähert, kann als Reaktion darauf bestimmt werden, dass der Abstand von der Schwelle innerhalb eines vorgegebenen Maßes liegt und/oder dass der Abstand von der Schwelle mit einer Rate über einer Schwellenrate abnimmt, um ein Beispiel zu nennen.at 608 includes the process 600 determining whether engine operation is approaching the threshold. The fact that engine operation is approaching the threshold may indicate that a transition from below the threshold to above the threshold is expected. To give an example, the controller may include compressor mass flow rate, compressor speed, and compressor pressure ratio in one or more lookup tables, algorithms, or maps (such as the compressor map) 1000 of 10 ) to get a real-time estimate of a distance from the threshold (e.g. the first threshold 1008 ) to determine. Alternatively, or in addition, to give another example, the controller may include engine speed and load in one or more lookup tables, algorithms, or maps (such as the engine map) 800 of 8th ) to get the real-time estimate of the distance from the threshold (e.g. the threshold 805 ) to determine. The engine operation approaching the threshold may be determined in response to the distance from the threshold being within a predetermined amount and / or the distance from the threshold decreasing at a rate above a threshold rate, to name one example.

Falls sich der Motorbetrieb nicht der Schwelle nähert, ist kein Übergang über die Schwelle zu erwarten, und das Verfahren 600 kann zu 606 zurückspringen, um damit fortzufahren, die VID geschlossen zu halten. Falls sich der Motorbetrieb der Schwelle nähert, rückt das Verfahren 600 zu 610 vor und beinhaltet ein Erhöhen eines Betrags der Leistung, die einer Abgasturbine des Turboladers (z. B. der Turbine 176 von 1) zugeführt wird, um eine momentane Reduktion des Verdichtermassendurchsatzes zu verhindern, die auftreten kann, wenn die VID in eine offene Position eingestellt wird. Während eines Übergangs von einem Arbeiten in der Niederlastregion 808b zur Hochlastregion 808a, gezeigt in 8 (oder eines Übergangs von einem Arbeiten in der ersten Verdichterkennlinienfeldregion 1010 zu einer von der zweiten Verdichterkennlinienfeldregion 1012, der dritten Verdichterkennlinienfeldregion 1013 und der vierten Verdichterkennlinienfeldregion 1014 von 10), ist beispielsweise ein momentaner Verlust der Verdichtereffizienz und damit des Verdichtermassendurchsatzes zu erwarten. Aus diesem Grund kann die Steuerung eine vorgreifende Steuerungsmaßnahme vornehmen, um die Verdichtereffizienz, und damit den Massendurchsatz, während des Übergangs zu bewahren.If engine operation does not approach the threshold, no transition across the threshold is expected and the process 600 can too 606 Jump back to continue keeping the VID closed. If engine operation approaches the threshold, the procedure advances 600 to 610 before and includes increasing an amount of power that an exhaust gas turbine of the turbocharger (e.g., the turbine 176 of 1 ) is supplied to an instantaneous reduction in the compressor mass flow rate prevent that can occur when the VID is set to an open position. During a transition from working in the low load region 808b to the high-load region 808a , shown in 8th (or a transition from working in the first compressor map region 1010 to one of the second compressor characteristic field region 1012 , the third compressor characteristic field region 1013 and the fourth compressor map region 1014 of 10 ), a current loss of compressor efficiency and thus the compressor mass flow rate can be expected, for example. For this reason, the control system can take a preliminary control measure in order to maintain the compressor efficiency, and thus the mass flow rate, during the transition.

Falls es sich bei der Turbine um eine VGT handelt, kann konkret die Turbinenleistung auf einer VGT-Schaufel-Position und dem Vorturbinenabgasdruck beruhend bestimmt werden. Um den Verlust des Massendurchsatzes zu verhindern, der auch die Pumpspanne reduziert, kann die Steuerung über eine koordinierte Einstellung der VGT-Schaufel-Position und einer AGR-Ventil-Position die Leistung erhöhen, die der Abgasturbine zugeführt wird. Die Steuerung kann zum Beispiel die Echtzeitschätzung des Abstands von der Schwelle, die als Übergangsbegrenzung dient, in ein/e/n oder mehrere Lookup-Tabellen, Algorithmen oder Kennfelder eingeben und die entsprechende VGT-Schaufel-Position und/oder AGR-Ventil-Position ausgeben. Die Steuerung kann dann Befehlssignale an die VGT und/oder das AGR-Ventil senden, damit die VGT-Schaufeln und/oder das AGR-Ventil in die ausgegebenen Positionen eingestellt werden. Um ein Beispiel zu nennen, kann ein Verkleinern einer Öffnung des AGR-Ventils den Vorturbinenabgasdruck erhöhen, was die Verdichterdrehzahl erhöht und den Verdichtermassendurchsatz aufrechterhält. Um ein anderes Beispiel zu nennen, kann ein Einstellen der VGT-Schaufeln in eine Position, die eine Querschnittsöffnung der Turbine verkleinert, den Vorturbinenabgasdruck erhöhen.If the turbine is a VGT, the turbine power can be determined based on a VGT blade position and the pre-turbine exhaust gas pressure. To prevent loss of mass flow, which also reduces the pumping span, the controller can increase the power supplied to the exhaust gas turbine via a coordinated setting of the VGT vane position and an EGR valve position. The controller can, for example, enter the real-time estimate of the distance from the threshold, which serves as a transition limit, into one or more lookup tables, algorithms or maps and the corresponding VGT vane position and / or EGR valve position output. The controller can then send command signals to the VGT and / or the EGR valve to set the VGT vanes and / or the EGR valve to the output positions. By way of example, reducing an opening of the EGR valve can increase the pre-turbine exhaust pressure, which increases the compressor speed and maintains the compressor mass flow rate. To give another example, setting the VGT blades in a position that reduces a cross-sectional opening of the turbine may increase the pre-turbine exhaust pressure.

Bei 612 beinhaltet das Verfahren 600 ein Bestimmen, ob der Motorbetrieb die Schwelle überquert. Der Motorbetrieb kann die Schwelle beispielsweise überqueren, indem er von einem Betriebspunkt unterhalb der Schwelle zu einem Betriebspunkt oberhalb der Schwelle wandert, wie beispielsweise, indem er von einem Betriebspunkt innerhalb der Niederlastregion 808b zu einem Betriebspunkt in der Hochlastregion 808a, gezeigt in 8, wandert. Um ein anderes Beispiel zu nennen, kann der Motorbetrieb die Schwelle überqueren, indem er von einem Verdichterbetriebspunkt in der ersten Verdichterkennlinienfeldregion 1010 zu einem Verdichterbetriebspunkt in einer von der zweiten Verdichterkennlinienfeldregion 1012, der dritten Verdichterkennlinienfeldregion 1013 und der vierten Verdichterkennlinienfeldregion 1014, gezeigt in 10, wandert.at 612 includes the process 600 determining whether engine operation is crossing the threshold. For example, engine operation may cross the threshold by moving from an operating point below the threshold to an operating point above the threshold, such as by moving from an operating point within the low load region 808b to an operating point in the high load region 808a , shown in 8th , hikes. To give another example, engine operation may cross the threshold by going from a compressor operating point in the first compressor map region 1010 to a compressor operating point in one of the second compressor map region 1012 , the third compressor characteristic field region 1013 and the fourth compressor map region 1014 , shown in 10 , hikes.

Falls der Motorbetrieb die Schwelle nicht überquert, kann das Verfahren 600 zu 606 zurück springen, um die VID geschlossen zu halten. Falls sich der Motorbetrieb darüber hinaus nicht mehr der Schwelle nähert, kann die Steuerung die der Abgasturbine zugeführte Leistung reduzieren, indem beispielsweise der Abgasdruck stromaufwärts der Abgasturbine reduziert wird. Beispielsweise kann die Steuerung die bei 610 vorgenommene vorgreifende Steuerungsmaßnahme rückgängig machen, um die VGT-Schaufeln und/oder das AGR-Ventil in Nennpositionen für die jeweiligen Betriebsbedingungen zurückzuführen. Die Steuerung kann auf eine Lookup-Tabelle zurückgreifen, welche die Motordrehzahl und -last als Eingabe aufweist, und die AGR-Ventil-Position und/oder die VGT-Schaufel-Position ausgeben, welche der eingegebenen Motordrehzahl/-last entspricht, um ein Beispiel zu nennen. In einem anderen Beispiel kann die Steuerung den Umfang der AGR (und damit die AGR-Ventil-Position) und/oder die VGT-Schaufel-Position mittels Logikregeln bestimmen, die Parameter wie etwa die Motorlast, Motordrehzahl, Motortemperatur usw. direkt einbeziehen.If engine operation does not cross the threshold, the procedure can 600 to 606 Jump back to keep the VID closed. In addition, if engine operation no longer approaches the threshold, the controller can reduce the power supplied to the exhaust gas turbine, for example by reducing the exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas turbine. For example, the controller can 610 undo the anticipatory control measure to return the VGT blades and / or the EGR valve in nominal positions for the respective operating conditions. The controller can access a lookup table that has engine speed and load as input and output the EGR valve position and / or VGT vane position that corresponds to the entered engine speed / load, for example to call. In another example, the controller can determine the extent of the EGR (and therefore the EGR valve position) and / or the VGT vane position using logic rules that directly include parameters such as engine load, engine speed, engine temperature, etc.

Falls der Motorbetrieb die Schwelle überquert, geht das Verfahren 600 zu 614 über und beinhaltet ein Öffnen der VID. Das Öffnen der VID kann beinhalten, dass die Steuerung ein elektronisches Signal an einen Aktor der VID (wie etwa den in 2A-2B gezeigten Aktor 223) sendet, die VID von der geschlossenen Position zur offenen Position (wie bspw. in den 2B und 3B gezeigt) einzustellen. In der offenen Position wird die Strömungsbegrenzung durch die VID minimiert. Das Einstellen der VID von der geschlossenen Position in die offene Position kann ein Schwenken einer Vielzahl benachbart angeordneter Schaufeln der VID über den Aktor, der an eine Betätigungsplatte (z. B. die in den 2A-3B gezeigte Betätigungsplatte 215) gekoppelt ist, in eine Richtung relativ zu einer Mittelachse des Verdichters (um die sich ein Laufrad des Verdichters dreht) beinhalten, sodass die Schaufeln parallel zur Strömungsrichtung sind und ein effektiver Durchmesser des Auslassendes der VID vergrößert wird.If engine operation crosses the threshold, the procedure goes 600 to 614 about and involves opening the VID. Opening the VID may involve the controller sending an electronic signal to an actuator of the VID (such as that shown in 2A -2B shown actuator 223 ) sends the VID from the closed position to the open position (such as in the 2 B and 3B shown). In the open position, the flow restriction is minimized by the VID. Adjusting the VID from the closed position to the open position may involve pivoting a plurality of adjacent vanes of the VID over the actuator attached to an actuator plate (e.g., those shown in FIGS 2A -3B shown actuator plate 215 ) is coupled in a direction relative to a central axis of the compressor (around which an impeller of the compressor rotates) so that the blades are parallel to the direction of flow and an effective diameter of the outlet end of the VID is increased.

Bei 616 beinhaltet das Verfahren 600 ein Verringern der Leistung, die der Abgasturbine zugeführt wird. Sobald die Schwelle überquert ist und festgestellt wurde, dass die Betriebsbedingung außerhalb der Niederlastregion 808b und/oder der ersten Verdichterkennlinienfeldregion 1010 liegt, kann die Steuerung beispielsweise die VGT-Schaufel-Position und/oder die AGR-Ventil-Position in Nennpositionen für die jeweiligen Betriebsbedingungen zurückführen. Beispielsweise kann das AGR-Ventil weiter geöffnet werden, und die VGT-Schaufeln können in eine Position eingestellt werden, in welcher die Querschnittsöffnung der Abgasturbine vergrößert ist. Auf diese Weise kann die vorgreifende Steuerungsmaßnahme bei 610 die der Abgasturbine zugeführte Leistung zeitweilig erhöhen, sodass die Verdichtereffizienz, und damit die Massenströmung, aufrechterhalten wird, während die VID aus der geschlossenen in die offene Position betätigt wird. Dann, sobald sich die VID in der offenen Position befindet, wird die der Abgasturbine zugeführte Leistung verringert, um den gewünschten Massendurchsatz bereitzustellen. Im Anschluss an 616 endet das Verfahren 600.at 616 includes the process 600 reducing the power delivered to the exhaust turbine. Once the threshold is crossed and it has been determined that the operating condition is outside the low load region 808b and / or the first compressor characteristic field region 1010 the controller can, for example, return the VGT blade position and / or the EGR valve position to the nominal positions for the respective operating conditions. For example, the EGR valve can be opened further and the VGT blades can be opened a position can be set in which the cross-sectional opening of the exhaust gas turbine is enlarged. In this way, the anticipatory control measure can 610 temporarily increase the power delivered to the exhaust turbine so that compressor efficiency, and hence mass flow, is maintained while the VID is actuated from the closed to the open position. Then, once the VID is in the open position, the power delivered to the exhaust turbine is reduced to provide the desired mass flow rate. In connection to 616 the procedure ends 600 ,

Wenn der Motor, um zu 604 zurückzukehren, stattdessen nicht unterhalb der Schwelle arbeitet (z. B., wenn der aktuelle Motordrehzahl- und -lastpunkt in der Hochlastregion 808a, gezeigt im Kennlinienfeld 800, und rechts der ersten Schwelle 1008 im Verdichterkennlinienfeld 1000 liegt), geht das Verfahren 600 zu 618 über und beinhaltet, dass die VID offen gehalten wird. Weil der Motor bereits oberhalb der Schwelle arbeitet, was dem Betrieb mit offener VID entspricht, ist zu erwarten, dass sich die VID bereits in der offenen Position befinden wird.If the engine to too 604 instead, does not operate below the threshold (e.g. when the current engine speed and load point is in the high load region 808a , shown in the characteristic field 800 , and to the right of the first threshold 1008 in the compressor characteristic field 1000 lies), the procedure goes 600 to 618 about and implies that the VID is kept open. Because the engine is already operating above the threshold, which corresponds to operation with an open VID, it can be expected that the VID will already be in the open position.

Bei 620 beinhaltet das Verfahren 600 ein Bestimmen, ob der Motorbetrieb die Schwelle überquert. Der Motorbetrieb kann die Schwelle beispielsweise überqueren, indem er von einem Betriebspunkt oberhalb der Schwelle zu einem Betriebspunkt unterhalb der Schwelle wandert, wie beispielsweise, indem er von einem Betriebspunkt innerhalb der Hochlastregion 808a zu einem Betriebspunkt in der Niederlastregion 808b, gezeigt in 8, wandert. Um ein anderes Beispiel zu nennen, kann der Motorbetrieb die Schwelle überqueren, indem er von einem Verdichterbetriebspunkt außerhalb der ersten Verdichterkennlinienfeldregion 1010 zu einem Verdichterbetriebspunkt innerhalb der ersten Verdichterkennlinienfeldregion 1010, gezeigt in 10, wandert.at 620 includes the process 600 determining whether engine operation is crossing the threshold. For example, engine operation may cross the threshold by moving from an operating point above the threshold to an operating point below the threshold, such as by moving from an operating point within the high load region 808a to an operating point in the low load region 808b , shown in 8th , hikes. To give another example, engine operation may cross the threshold by going from a compressor operating point outside of the first compressor map region 1010 to a compressor operating point within the first compressor characteristic field region 1010 , shown in 10 , hikes.

Falls der Motorbetrieb die Schwelle nicht überquert, kann das Verfahren 600 zu 618 zurück springen, um die VID offen zu halten. Falls der Motorbetrieb die Schwelle überquert, geht das Verfahren 600 zu 622 über und beinhaltet ein Schließen der VID. Das Schließen der VID kann beinhalten, dass die Steuerung ein elektronisches Signal an den Aktor der VID sendet, damit die VID aus der offenen Position in die geschlossene Position eingestellt wird. Das Einstellen der VID aus der offene Position in die gegossene Position kann ein Schwenken jeder Schaufel der VID über den an die Betätigungsplatte gekoppelten Aktor beinhalten, sodass eine Ebene jeder Schaufel senkrecht zur Strömungsrichtung ist und der effektive Durchmesser des Auslassendes der VID verkleinert ist. Anders als beim Überführen der VID aus einer geschlossenen in eine offene Position kann die Steuerung die VID ohne vorgreifende Steuermaßnahme aus der offenen Position in die geschlossene Position überführen, da das Schließen der VID möglicherweise nicht zu einer verringerten Verdichtereffizienz und einem verringerten Massendurchsatz führt. Wenn sich die VID in der geschlossenen Position befindet und ein Einlass des Laufrads reduziert ist, wird die Strömung durch das Laufrad beschränkt, während eine Pumpspanne des Verdichters erweitert ist, wodurch die Verdichtereffizienz gesteigert und die Kraftstoffeffizienz reduziert werden. Im Anschluss an 622 endet das Verfahren 600.If engine operation does not cross the threshold, the procedure can 600 to 618 jump back to keep the VID open. If engine operation crosses the threshold, the procedure goes 600 to 622 about and involves closing the VID. Closing the VID may involve the controller sending an electronic signal to the VID actuator to move the VID from the open position to the closed position. Adjusting the VID from the open position to the cast position may involve pivoting each vane of the VID over the actuator coupled to the actuator plate so that one plane of each vane is perpendicular to the direction of flow and the effective diameter of the outlet end of the VID is reduced. Unlike moving the VID from a closed to an open position, the controller can move the VID from the open position to the closed position without pre-emptive action, as closing the VID may not result in reduced compressor efficiency and mass throughput. When the VID is in the closed position and an inlet of the impeller is reduced, flow through the impeller is restricted while a pumping span of the compressor is expanded, increasing compressor efficiency and reducing fuel efficiency. In connection to 622 the procedure ends 600 ,

Auf diese Weise kann durch Variieren eines Einlassdurchmessers eines Verdichters anhand einer VID auf der Grundlage von Motorbetriebsbedingungen ein Strömungsbereich des Verdichters vergrößert werden, während zugleich die Verdichtereffizienz gesteigert wird. Durch das Vornehmen vorgreifender Steuermaßnahmen während des Überführens der VID aus einer geschlossenen Position, in der der Einlass des Laufrads reduziert ist, in eine offene Position kann darüber hinaus gewährleistet werden, dass die Verdichtereffizienz und die Massenströmung aufrechterhalten werden. Insgesamt kann die Kraftstoffeffizienz des Motors erhöht werden.In this way, by varying an inlet diameter of a compressor based on a VID based on engine operating conditions, a flow area of the compressor can be increased while increasing compressor efficiency. In addition, by taking anticipatory control measures while transferring the VID from a closed position, in which the inlet of the impeller is reduced, to an open position, it can be ensured that the compressor efficiency and the mass flow are maintained. Overall, the engine's fuel efficiency can be increased.

Auf 7 Bezug nehmend, wird ein Ablaufdiagramm eines Beispielverfahrens 700 zum Steuern des Betriebs einer aktiven Gehäusestrukturierung eines Verdichters gezeigt. Der Verdichter kann in einem Motorsystem wie beispielsweise dem in 1 gezeigten System des Motors 10 beinhaltet sein. Die aktive Gehäusestrukturierung (z. B. die in 2A und 2B gezeigte aktive Gehäusestrukturierung 212) kann einen Rückführkanal und ein verschiebbares Ventil (z. B. das verschiebbare Ventil 234a von 2A und 2B) aufweisen. Eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12 von 1) kann durch Einstellen einer Position des verschiebbaren Ventils über einen Aktor (z. B. den Aktor 209 von 2A und 2B) die Strömung durch den Rückführkanal steuern. Wie in 2A-2B ebenfalls gezeigt, kann der Verdichter des Weiteren eine variable Einlassvorrichtung (z. B. die VID 240), die im Verdichtereinlass positioniert ist, aufweisen. Insbesondere wird durch Integrieren der VID die Strömung durch den Verdichter selektiv beschränkt, indem ein Einlassbereich des Verdichters variiert wird. Dabei kann es jedoch sein, dass sich das Problem des Pumpens bei höheren Verdichterdrehzahlen und/oder Druckverhältnissen durch Integrieren einer VID allein nicht adäquat beheben lässt, da die VID bei Bedingungen mit höherer Verdichterdrehzahl offen gehalten werden kann, um einen angeforderten Ladedruck zu liefern. Das Öffnen des Rückführkanals der aktiven Gehäusestrukturierung ermöglicht es, die Pumpspanne bei höheren Verdichterdrehzahlen und/oder Druckverhältnissen zu erweitern, indem das Ablassen von Luft aus dem Verdichterauslass und deren Zurückströmen zur Einlassleitung zugelassen wird. Bei geringeren Verdichterdrehzahlen und/oder Druckverhältnissen, insbesondere, während die VID zum Beschränken der Strömung durch den Verdichter verwendet wird, wird die Verdichtereffizienz allerdings reduziert, falls der Rückführkanal offen gehalten wird. Demnach können Verringerungen der Verdichtereffizienz vermieden werden, indem die Strömung durch den Rückführkanal auf Betriebsbedingungen beruhend gesteuert wird, wie beispielsweise durch Öffnen des Rückführkanals und Verwenden der aktiven Gehäusestrukturierung zur Pumpminderung bei Vorliegen von Bedingungen, in denen die VID nicht verwendet wird (die VID z. B. offen ist) und Schließen des Rückführkanals (und Nichtverwenden der aktiven Gehäusestrukturierung zur Pumpminderung) bei Vorliegen von Bedingungen, in welchen die VID zur Pumpminderung verwendet wird (die VID z. B. geschlossen ist) und/oder während sich der Verdichter nicht Pumpbedingungen nähert.On 7 Referring to, a flow diagram of an example method 700 to control the operation of an active casing structuring of a compressor. The compressor can be used in an engine system such as that in 1 shown system of the engine 10 be included. The active housing structuring (e.g. the in 2A and 2 B shown active housing structuring 212 ) can have a return channel and a sliding valve (e.g. the sliding valve 234a of 2A and 2 B) exhibit. A controller (e.g. the controller 12 of 1 ) can be adjusted by adjusting a position of the sliding valve via an actuator (e.g. the actuator 209 of 2A and 2 B) control the flow through the return duct. As in 2A -2B also shown, the compressor may further include a variable inlet device (e.g. the VID 240 ) positioned in the compressor inlet. In particular, integrating the VID selectively limits the flow through the compressor by varying an inlet area of the compressor. However, it may be that the problem of pumping at higher compressor speeds and / or pressure ratios cannot be adequately resolved by integrating a VID alone, since the VID can be kept open under conditions with higher compressor speed in order to deliver a requested boost pressure. Opening the return duct of the active casing structuring makes it possible to extend the pumping span at higher compressor speeds and / or pressure ratios by allowing air to be discharged from the compressor outlet and to flow back to the inlet line. At lower compressor speeds and / or pressure ratios, especially however, while the VID is used to restrict flow through the compressor, the compressor efficiency will be reduced if the return duct is kept open. Accordingly, reductions in compressor efficiency can be avoided by controlling the flow through the return duct based on operating conditions, such as by opening the return duct and using active housing structuring to reduce pumping in conditions where the VID is not used (the VID e.g. Open) and closing the return duct (and not using the active casing structuring for pump reduction) in the presence of conditions in which the VID is used for pump reduction (e.g. the VID is closed) and / or while the compressor is not in pumping conditions approaches.

Bei 702 beinhaltet das Verfahren 700 ein Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsbedingungen. Zu den Betriebsbedingungen können die Motordrehzahl, Motorlast, Motortemperatur (wie etwa von einer Motorkühlmitteltemperatur, die anhand eines Motorkühlmitteltemperatursensors gemessen wird, abgeleitet), die Luftmassenströmung (wie bspw. anhand eines MAF-Sensors wie etwa des MAF-Sensors 122 von 1 gemessen), der Ansaugkrümmerdruck (wie bspw. anhand eines MAP-Sensors wie etwa des MAP-Sensors 124 von 1 gemessen), ein Druckverhältnis in einem Verdichter, ein Luftmassendurchsatz durch den Verdichter, eine Drehzahl des Verdichters, eine Position des verschiebbaren Ventils der aktiven Gehäusestrukturierung, eine Position der VID usw. gehören. Die Betriebsbedingungen können auf verfügbaren Daten beruhend gemessen oder abgeleitet werden.at 702 includes the process 700 estimating and / or measuring engine operating conditions. Operating conditions may include engine speed, engine load, engine temperature (such as derived from an engine coolant temperature measured using an engine coolant temperature sensor), air mass flow (such as a MAF sensor such as the MAF sensor) 122 of 1 measured), the intake manifold pressure (such as using a MAP sensor such as the MAP sensor 124 of 1 measured), a pressure ratio in a compressor, an air mass flow through the compressor, a speed of rotation of the compressor, a position of the sliding valve of the active housing structure, a position of the VID, etc. Operating conditions can be measured or derived based on available data.

Bei 704 wird bestimmt, ob der Motor unterhalb einer ersten Schwelle arbeitet. Das Arbeiten unterhalb der ersten Schwelle kann beinhalten, dass eine aktuelle (z. B. aktuell bestimmte) Motordrehzahl und Motorlast unterhalb der ersten Schwelle liegen. In einem Beispiel kann die erste Schwelle eine voreingestellte Schwelle sein, die in einem Kennlinienfeld gespeichert ist, wie etwa die Schwelle 805 im Kennlinienfeld 800 von 8, oder die in einer Lookup-Tabelle in einem Speicher der Steuerung gespeichert ist. Wenn der Motor bei einem Motordrehzahl- und Motorlastpunkt arbeitet, der links der Schwelle 805 liegt, läuft der Motor in der Niederlastregion 808b, wo ein Betrieb des Motors mit Spitzendrehmoment nicht angefordert werden muss. Dann liegt der Motorbetrieb rechts der Schwelle 805 und der Motor arbeitet in der Hochlastregion 808a, wo ein Betrieb mit Spitzendrehmoment und höherem Ladedruck angefordert werden kann.at 704 it is determined whether the engine is operating below a first threshold. Working below the first threshold may include that a current (e.g. currently determined) engine speed and engine load are below the first threshold. In one example, the first threshold may be a preset threshold that is stored in a map, such as the threshold 805 in the characteristic field 800 of 8th , or which is stored in a lookup table in a memory of the controller. If the engine is operating at an engine speed and engine load point, the left of the threshold 805 the engine is running in the low-load region 808b , where an operation of the engine with peak torque does not have to be requested. Then engine operation is to the right of the threshold 805 and the engine works in the high load region 808a , where operation with peak torque and higher boost pressure can be requested.

In einem alternativen Beispiel kann die erste Schwelle eine Massendurchsatzschwelle sein. Der Massendurchsatz in den Verdichter kann beispielsweise mit einem Schwellenmassendurchsatz wie etwa der ersten Schwelle 1008 des Verdichterkennlinienfelds 1000 von 10 verglichen werden. Wenn der Massendurchsatz über der ersten Schwelle 1008 liegt, kann der Verdichter in einer von der zweiten Verdichterkennlinienfeldregion 1012, der dritten Verdichterkennlinienfeldregion 1013 und der vierten Verdichterkennlinienfeldregion 1014 arbeiten, die der Hochlastregion 808a von 8 entsprechen. Wenn der Massendurchsatz unter der ersten Schwelle liegt, kann der Verdichter in der ersten Verdichterkennlinienfeldregion 1010 arbeiten, die der Niederlastregion 808b von 8 entspricht. In manchen Beispielen kann der Schwellenmassendurchsatz je nach dem Verdichterdruckverhältnis variieren. Eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12 von 1) kann das Druckverhältnis in eine Lookup-Tabelle oder ein Kennlinienfeld eingeben und den Schwellendurchsatz ausgeben, um ein Beispiel zu nennen.In an alternative example, the first threshold can be a mass flow threshold. The mass flow rate in the compressor can be, for example, with a threshold mass flow rate, such as the first threshold 1008 of the compressor characteristic field 1000 of 10 be compared. If the mass flow rate is above the first threshold 1008 lies, the compressor can in one of the second compressor characteristic field region 1012 , the third compressor characteristic field region 1013 and the fourth compressor map region 1014 work that the high load region 808a of 8th correspond. If the mass flow rate is below the first threshold, the compressor may be in the first compressor map region 1010 work that of the low load region 808b of 8th equivalent. In some examples, the threshold mass flow rate may vary depending on the compressor pressure ratio. A controller (e.g. the controller 12 of 1 ) can enter the pressure ratio in a lookup table or a characteristic field and output the threshold throughput, to name an example.

Falls der Motor nicht unterhalb der ersten Schwelle arbeitet, geht das Verfahren 700 zu 705 über und beinhaltet ein Bestimmen, ob der Motorbetrieb unterhalb einer zweiten Schwelle liegt. Die zweite Schwelle, die sich von der ersten Schwelle unterscheidet, kann ein Verdichterschwellendruckverhältnis sein. Die zweite Schwelle kann beispielsweise der in 10 gezeigten zweiten Schwelle 1011 entsprechen. In manchen Beispielen kann das Verdichterschwellendruckverhältnis je nach dem Verdichtermassendurchsatz variieren. Daher kann die Steuerung den Massendurchsatz in eine Lookup-Tabelle oder ein Kennlinienfeld eingeben und die zweite Schwelle ausgeben, um ein Beispiel zu nennen.If the engine does not operate below the first threshold, the procedure goes 700 to 705 above and includes determining whether engine operation is below a second threshold. The second threshold, which differs from the first threshold, can be a compressor threshold pressure ratio. The second threshold can be, for example, the in 10 shown second threshold 1011 correspond. In some examples, the compressor threshold pressure ratio may vary depending on the compressor mass flow. The controller can therefore enter the mass throughput in a lookup table or a characteristic field and output the second threshold, to name an example.

Wenn der Motorbetrieb derart ist, dass das Verdichterdruckverhältnis oberhalb der zweiten Schwelle liegt, kann sich der Verdichter Pumpbedingungen nähern. Das Erweitern einer Pumpspanne des Verdichters, wenn sich der Verdichter Pumpbedingungen nähert, kann einen Betriebsbereich des Verdichters erweitern und eine Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Verdichterpumpen verringern. Falls der Motor nicht unterhalb der zweiten Schwelle arbeitet, geht das Verfahren 700 daher zu 706 über und beinhaltet ein Öffnen (oder Offenhalten) der Gehäusestrukturierung. Das Öffnen der Gehäusestrukturierung kann beinhalten, dass die Steuerung ein elektronisches Signal aussendet, damit das verschiebbare Ventil aus einer geschlossenen Position (bspw. in 2A gezeigt) in eine offene Position (bspw. in 2B gezeigt) betätigt oder das verschiebbare Ventil in der offenen Position gehalten wird. In der offenen Position wird eine Rückführströmung aus einem Ansaugkanal des Verdichters durch eine Ausblasemündung nahe eines Laufrads des Verdichters zum Rückführkanal der aktiven Gehäusestrukturierung und zurück zum Ansaugkanal über eine Rückführmündung zugelassen. Durch das Zurückführen von Luft durch die aktive Gehäusestrukturierung kann eine Pumpspanne bei hohen Verdichterdrehzahlen und/oder hohen Druckverhältnissen erweitert werden. Im Anschluss an 706 endet das Verfahren 700.If engine operation is such that the compressor pressure ratio is above the second threshold, the compressor may be approaching pumping conditions. Extending a pumping span of the compressor as the compressor approaches pumping conditions can expand an operating range of the compressor and reduce a likelihood of compressor pumps occurring. If the engine does not operate below the second threshold, the procedure goes 700 therefore too 706 about and involves opening (or keeping open) the case structure. Opening the housing structure can mean that the control unit sends out an electronic signal so that the sliding valve can be moved from a closed position (e.g. in 2A shown) in an open position (e.g. in 2 B shown) actuated or the sliding valve is held in the open position. In the open position, a return flow is permitted from an intake duct of the compressor through a discharge opening near an impeller of the compressor to the return duct of the active casing structuring and back to the intake duct via a return opening. By the return of air through the active housing structuring can extend a pumping span at high compressor speeds and / or high pressure ratios. In connection to 706 the procedure ends 700 ,

Falls der Motor, zurück zu 705, unterhalb der zweiten Schwelle arbeitet, geht das Verfahren 700 zu 708 über und beinhaltet ein Schließen (oder Geschlossenhalten) der Gehäusestrukturierung. Das Schließen der Gehäusestrukturierung kann beinhalten, dass die Steuerung ein elektronisches Signal aussendet, damit das verschiebbare Ventil aus der offenen Position in die geschlossene Position betätigt oder das verschiebbare Ventil in der geschlossenen Position gehalten wird. In der geschlossenen Position wird die Rückführströmung durch das verschiebbare Ventil blockiert, das derart positioniert werden kann, dass es die Ausblasemündung oder die Rückführmündung abdeckt (z. B. die Luftströmung an diesen blockiert). Somit wird ein größerer Anteil der in den Verdichteransaugkanal gesaugten Luft durch das Laufrad und stromabwärts zu einem Ansaugkrümmer des Motors geleitet. Falls der Motor oberhalb der ersten Schwelle und unterhalb der zweiten Schwelle arbeitet, können die Motorbetriebsbedingungen beispielsweise derart sein, dass der Verdichter innerhalb einer von der in 10 gezeigten dritten Verdichterkennlinienfeldregion 1013 und vierten Verdichterkennlinienfeldregion 1014 arbeitet, die sich der Pumpgrenze 1004 nicht nähern. In der vierten Verdichterkennlinienfeldregion 1014 kann die Gehäusestrukturierung geschlossen werden, um eine Einbuße der Verdichtereffizienz aufgrund von Strömungsverlust im Inneren der Gehäusestrukturierung zu vermeiden. Ähnlich dazu befindet sich die dritte Verdichterkennlinienfeldregion 1013 nicht in der Nähe der Pumpgrenze, weshalb keine Pumpminderung notwendig ist. Im Anschluss an 708 endet das Verfahren 700.If the engine, back to 705 works below the second threshold, the procedure goes 700 to 708 above and includes closing (or keeping closed) the case structure. Closing the housing structure may include the controller sending an electronic signal to actuate the sliding valve from the open position to the closed position or to hold the sliding valve in the closed position. In the closed position, the return flow is blocked by the sliding valve, which can be positioned in such a way that it covers the blow-out mouth or the return mouth (e.g., blocks the air flow at these). Thus, a larger portion of the air drawn into the compressor intake duct is directed through the impeller and downstream to an intake manifold of the engine. For example, if the engine is operating above the first threshold and below the second threshold, the engine operating conditions may be such that the compressor is within one of the limits in FIG 10 shown third compressor characteristic field region 1013 and fourth compressor characteristic field region 1014 works, which is the surge line 1004 do not approach. In the fourth compressor characteristic field region 1014 the housing structuring can be closed in order to avoid a loss of compressor efficiency due to flow loss inside the housing structuring. The third compressor characteristic field region is similar to this 1013 not near the surge line, so no pump reduction is necessary. In connection to 708 the procedure ends 700 ,

Es sei darauf hingewiesen, dass die Gehäusestrukturierung in manchen Beispielen während des Arbeitens in der dritten Verdichterkennlinienfeldregion 1013 geöffnet werden kann, um die in 10 gezeigte Strömungsdrosselungsgrenze 1006 zu erweitern. Ob die Gehäusestrukturierung geöffnet ist, während der Verdichter in der dritten Verdichterkennlinienfeldregion 1013 arbeitet, hängt von einer Radausgestaltung des Verdichters ab. Daher können Varianten des Verfahrens 700 verwendet werden, um die Breite des Verdichterkennlinienfelds für eine jeweilige Radausgestaltung zu maximieren.It should be noted that the casing structuring in some examples is while operating in the third compressor map region 1013 can be opened to the in 10 shown flow restriction 1006 to expand. Whether the case structuring is open while the compressor is in the third compressor map region 1013 works depends on the wheel design of the compressor. Therefore, variants of the procedure 700 can be used to maximize the width of the compressor map for a particular wheel design.

Falls der Motor, zurück zu 704, unterhalb der ersten Schwelle arbeitet, geht das Verfahren 700 zu 708 über und beinhaltet ein Schließen (oder Geschlossenhalten) der Gehäusestrukturierung, wie vorstehend beschrieben. Indem eine Rückführung von Luft durch die aktive Gehäusestrukturierung bei geringen Verdichterdrehzahlen verhindert wird, wenn der Verdichter auch eine VID in einer geschlossenen Position beinhaltet, die die Luftströmung durch den Verdichter beschränkt, wird eine Überkompensation bezüglich der Pumpminderung vermieden, und die Verdichtereffizienz wird gesteigert. Im Anschluss an 708 endet das Verfahren 700.If the engine, back to 704 , works below the first threshold, the procedure goes 700 to 708 above and includes closing (or keeping closed) the case structure as described above. By preventing air recirculation through the active casing structuring at low compressor speeds when the compressor also includes a VID in a closed position that limits air flow through the compressor, overcompensation for pump reduction is avoided and compressor efficiency is increased. In connection to 708 the procedure ends 700 ,

Auf diese Weise kann eine Pumpspanne des eine VID aufweisenden Verdichters durch Steuern der Luftrückführung durch eine aktive Gehäusestrukturierung auf Verdichterbetriebsbedingungen beruhend bei hohen Verdichterdrehzahlen und Motorlasten erweitert werden (beispielsweise, indem die aktive Gehäusestrukturierung geöffnet und die Rückführung zugelassen wird), während zugleich die Verdichtereffizienz bei geringen Verdichterdrehzahlen und Motorlasten gesteigert wird (beispielsweise, indem die aktive Gehäusestrukturierung geschlossen und die Rückführung blockiert wird, während die VID geschlossen ist, um Pumpen zu mindern oder während keine Pumpminderung notwendig ist). Insgesamt kann ein Luftströmungsbereich des Verdichters vergrößert werden, indem die Luftrückführung durch die aktive Gehäusestrukturierung bei höheren Verdichterdrehzahlen und Motorlasten zugelassen wird, und die Kraftstoffeffizienz des Motors kann erhöht werden, indem die Luftrückführung durch die aktive Gehäusestrukturierung bei geringeren Verdichterdrehzahlen und Motorlasten verhindert wird.In this way, a pump span of the compressor having a VID can be expanded by controlling air recirculation through active casing structuring based on compressor operating conditions at high compressor speeds and engine loads (for example, by opening the active casing structuring and allowing recirculation) while at the same time reducing compressor efficiency Compressor speeds and engine loads (for example, by closing the active casing structure and blocking the feedback while the VID is closed to reduce pumps or while no pump reduction is necessary). Overall, an air flow area of the compressor can be increased by allowing air recirculation through active casing structuring at higher compressor speeds and engine loads, and engine fuel efficiency can be increased by preventing air recirculation through active casing structuring at lower compressor speeds and engine loads.

Weiter zeigt 9 ein Beispielverfahren 900 zum Koordinieren der Steuerung einer Position einer variablen Einlassvorrichtung, die in einer Einlassleitung eines Verdichters positioniert ist, und der Steuerung einer aktiven Gehäusestrukturierung des Verdichters. Konkret kann die variable Einlassvorrichtung (VID) die in 4A-5D gezeigte VID 440 sein. Die VID kann in einer Einlassleitung eines Verdichters, der eine aktive Gehäusestrukturierung aufweist, stromaufwärts eines Laufrads positioniert sein. Außerdem können die aktive Gehäusestrukturierung und die VID anhand eines einzelnen Betätigungssystems, wie etwas des in 4A-5C gezeigten Betätigungssystems 435, simultan gesteuert werden. Beispielsweise kann eine Steuerung (z. B. die in 1 gezeigte Steuerung 12) ein Signal an das Betätigungssystem senden, die VID zwischen einer Position mit kleinerem Radius (z. B. einer geschlossen Position) und einer Position mit größerem Radius (z. B. einer offenen Position) zu bewegen, während ein Rückführkanal der aktiven Gehäusestrukturierung simultan zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position überführt wird, wie weiter unten weitergehend beschrieben.Next shows 9 an example procedure 900 for coordinating the control of a position of a variable inlet device positioned in an inlet line of a compressor and the control of an active casing structuring of the compressor. Specifically, the variable intake device (VID) can be used in 4A -5D shown VID 440 his. The VID can be positioned upstream of an impeller in an inlet line of a compressor that has an active housing structure. In addition, the active case structuring and VID can be performed using a single actuation system, such as the one in 4A - 5C shown actuation system 435 , can be controlled simultaneously. For example, a controller (e.g. the one shown in 1 shown control 12 ) send a signal to the actuation system to move the VID between a position with a smaller radius (e.g. a closed position) and a position with a larger radius (e.g. an open position), while a return channel of the active housing structuring simultaneously is transferred between a closed position and an open position, as described further below.

Das Verfahren 900 beginnt bei 902 und beinhaltet ein Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsbedingungen. Zu den Betriebsbedingungen können die Motordrehzahl, Motorlast, Motortemperatur (wie etwa von einer Motorkühlmitteltemperatur, die anhand eines Motorkühlmitteltemperatursensors gemessen wird, abgeleitet), die Luftmassenströmung (wie bspw. anhand eines MAF-Sensors wie etwa des MAF-Sensors 122 von 1 gemessen), der Ansaugkrümmerdruck (wie bspw. anhand eines MAP-Sensors wie etwa des MAP-Sensors 124 von 1 gemessen), ein Druckverhältnis in einem Verdichter, ein Luftmassendurchsatz durch den Verdichter, eine Drehzahl des Verdichters, eine Position eines Verstellrings des Betätigungssystems (z. B. des Verstellrings 415 von 4A-5C) usw. gehören. Die Betriebsbedingungen können auf verfügbaren Daten beruhend gemessen oder abgeleitet werden.The procedure 900 starts at 902 and includes estimating and / or measuring engine operating conditions. The engine speed, engine load, Engine temperature (such as derived from an engine coolant temperature measured using an engine coolant temperature sensor), air mass flow (such as using a MAF sensor such as the MAF sensor 122 of 1 measured), the intake manifold pressure (such as using a MAP sensor such as the MAP sensor 124 of 1 measured), a pressure ratio in a compressor, an air mass flow through the compressor, a rotational speed of the compressor, a position of an adjustment ring of the actuation system (e.g. the adjustment ring 415 of 4A - 5C ) etc. belong. Operating conditions can be measured or derived based on available data.

Bei 904 wird bestimmt, ob der Motor unterhalb einer Motorlastschwelle arbeitet. Die Motorlastschwelle kann Motorbetriebe mit relativ hoher Last und hoher Strömung von Betrieben mit relativ geringer Last und geringer Strömung abgrenzen. Beispielsweise kann die Steuerung die aktuelle Motordrehzahl und/oder -last, einschließlich des Massendurchsatzes, in ein Kennlinienfeld oder eine Lookup-Tabelle eingeben, um zu bestimmen, an welchen Stellen sich Motorbetriebe in Bezug auf die Schwelle 805, dargestellt anhand der gestrichelten Linie, im Motorkennlinienfeld 800 von 8 befinden. Das Motorkennlinienfeld 800 kann in einem Speicher der Steuerung gespeichert sein, und die Schwelle 805 kann Motordrehzahlen und - lasten definieren, bei denen ein Einstellen von Positionen der VID und aktiven Gehäusestrukturierung gewünscht sein können, um entweder der Leistungsfähigkeit des Motors oder der Kraftstoffeffizienz Priorität zu geben.at 904 it is determined whether the engine is operating below an engine load threshold. The engine load threshold can distinguish engine operations with a relatively high load and high flow from operations with a relatively low load and low flow. For example, the controller may enter the current engine speed and / or load, including mass flow rate, into a map or lookup table to determine where engine operations are relative to the threshold 805 , shown using the dashed line, in the engine characteristic field 800 of 8th are located. The engine characteristic field 800 can be stored in a memory of the controller, and the threshold 805 can define engine speeds and loads at which setting positions of the VID and active housing structuring may be desired to give priority to either engine performance or fuel efficiency.

Im zweiten Bereich 808 des Motorkennlinienfelds 800 teilt die Schwelle 805 den zweiten Bereich 808 in eine Hochlastregion 808a und eine Niederlastregion 808b. Die Hochlastregion 808a befindet sich rechts der Schwelle 805 und umfasst Motorlasten und -drehzahlen, die höher als jene durch die Schwelle 805 definierten sind. Der Motorbetrieb bei Spitzendrehmoment ist in der Hochlastregion 808a enthalten, und die VID und die aktive Gehäusestrukturierung können derart eingestellt werden, dass sie eine verstärkte Strömung durch den Verdichter bereitstellen, um den Motorbetrieb bei Spitzendrehmoment wie auch eine Pumpminderung zu ermöglichen. In der Niederlastregion 808b sind Motorlasten und -drehzahlen geringer als jene durch die Schwelle 805 definierten und können einem Leerlauf- oder Teillastbetrieb des Fahrzeugs entsprechen. Daher ist eine Fähigkeit für einen Motorbetrieb bei Spitzendrehmoment in dieser Region nicht notwendig, und die VID und die aktive Gehäusestrukturierung können in solche Positionen eingestellt werden, dass die Massenströmung in den Verdichter verringert wird, während die Verdichtereffizienz und damit die Kraftstoffeffizienz des Motors gesteigert werden.In the second area 808 of the engine characteristic field 800 divides the threshold 805 the second area 808 in a high-load region 808a and a low load region 808b , The high-load region 808a is on the right of the threshold 805 and includes engine loads and speeds higher than those through the threshold 805 are defined. Engine operation at peak torque is in the high load region 808a included, and the VID and active housing structuring can be adjusted to provide increased flow through the compressor to allow peak torque engine operation as well as pump reduction. In the low load region 808b engine loads and speeds are lower than those due to the threshold 805 defined and can correspond to an idle or partial load operation of the vehicle. Therefore, an ability to operate the engine at peak torque in this region is not necessary, and the VID and active casing structuring can be set in such positions that the mass flow into the compressor is reduced while increasing the compressor efficiency and thus the fuel efficiency of the engine.

Während des Arbeitens in der Niedriglastregion 808b kann die Verdichtereffizienz (und damit die Kraftstoffeffizienz) gesteigert werden, indem ein Einlass des Verdichters anhand der VID eingeengt wird und indem die Rückführung durch eine Gehäusestrukturierung verhindert wird. Während des Arbeitens in der Hochlastregion 808a kann die Motorleistung erhöht werden, indem der Einlass des Verdichters anhand der VID geweitet wird, was mehr Luftströmung durch den Verdichter zulässt, und indem die Pumpspanne bei höheren Drehzahlen durch Zulassen der Rückführung durch die Gehäusestrukturierung erweitert wird. Damit kann während des Arbeitens in der Niederlastregion 808b der Verdichtereffizienz und Kraftstoffeffizienz Priorität gegeben werden, wohingegen während des Arbeitens in der Hochlastregion 808a der Leistungsfähigkeit des Motors Priorität gegeben werden kann.While working in the low load region 808b compressor efficiency (and thus fuel efficiency) can be increased by narrowing an inlet of the compressor based on the VID and by preventing the recirculation by structuring the housing. While working in the high load region 808a engine output can be increased by widening the inlet of the compressor based on the VID, which allows more air flow through the compressor, and by expanding the pump span at higher speeds by allowing recirculation through the casing structure. This allows you to work in the low load region 808b priority is given to compressor efficiency and fuel efficiency, whereas during work in the high-load region 808a priority can be given to the performance of the engine.

In einem anderen Beispiel kann die Steuerung zusätzlich oder alternativ ein gemessenes Verdichterdruckverhältnis und eine Massenströmung in den Verdichter mit einem Verdichterkennlinienfeld wie etwa dem Verdichterkennlinienfeld 1100 von 11 vergleichen. Das Verdichterkennlinienfeld 1100 beinhaltet eine Druckverhältnis- und Massenströmungsschwelle 1108, dargestellt als Punktstrichlinie, die analog zur Motorlastschwelle 805 des Motorkennlinienfelds 800 von 8 sein kann. Die Druckverhältnis- und Massenströmungsschwelle 1108 definiert eine Begrenzung zwischen einer ersten Verdichterkennlinienfeldregion 1110 und einer zweiten Verdichterkennlinienfeldregion 1112. Bei Verdichterbetriebspunkten (z.B. Massendurchsätzen und Druckverhältnissen) unterhalb der Druckverhältnis- und Massenströmungsschwelle 1108 arbeitet der Verdichter in der ersten Verdichterkennlinienfeldregion 1110, die geringen Verdichterdruckverhältnissen und Massendurchsätzen (und geringeren Verdichterdrehzahlen) wie auch der Niederlastregion 808b des Motorkennlinienfelds 800 entspricht. Bei Verdichterbetriebspunkten bei oder oberhalb der Druckverhältnis- und Massenströmungsschwelle 1108 arbeitet der Verdichter in der zweiten Verdichterkennlinienfeldregion 1112, die mittleren bis hohen Verdichterdruckverhältnissen und Massendurchsätzen (und höheren Verdichterdrehzahlen) wie auch der Hochlastregion 808a des Motorkennlinienfelds 800 entspricht.In another example, the controller may additionally or alternatively measure a measured compressor pressure ratio and a mass flow into the compressor with a compressor characteristic field, such as the compressor characteristic field 1100 of 11 to compare. The compressor characteristic field 1100 includes a pressure ratio and mass flow threshold 1108 , shown as a dash line, analogous to the engine load threshold 805 of the engine characteristic field 800 of 8th can be. The pressure ratio and mass flow threshold 1108 defines a boundary between a first compressor characteristic field region 1110 and a second compressor map region 1112 , At compressor operating points (e.g. mass flow rates and pressure ratios) below the pressure ratio and mass flow threshold 1108 the compressor operates in the first compressor characteristic field region 1110 , the low compressor pressure ratios and mass flow rates (and lower compressor speeds) as well as the low load region 808b of the engine characteristic field 800 equivalent. At compressor operating points at or above the pressure ratio and mass flow threshold 1108 the compressor operates in the second compressor characteristic field region 1112 , the medium to high compressor pressure ratios and mass flow rates (and higher compressor speeds) as well as the high-load region 808a of the engine characteristic field 800 equivalent.

Falls der Motor, zurück zu 904 von 9, nicht unterhalb der Motorlastschwelle arbeitet, befindet sich Motorbetrieb beispielsweise in der Hochlastregion 808a des Motorkennlinienfelds 800, und das Verfahren geht zu 906 über, um den Verdichter in einem Leistungsmodus zu betreiben. Während des Arbeitens im Leistungsmodus wird der Motorleistung Priorität gegeben, wie beispielsweise durch Verstärken der Luftströmung durch den Verdichter. Während des Arbeitens im Motorleistungsmodus werden die VID und die Gehäusestrukturierung offen gehalten, wie bei 908 angegeben. Die VID kann beispielsweise anhand des Verstellrings in der Position mit größerem Radius gehalten werden, wobei die Schaufeln der VID in eine Wand des Verdichteransaugkanals eingefahren werden, wie in 4B und 5C gezeigt. Darüber hinaus wird die Gehäusestrukturierung durch Halten der Position des Feststellrings offen gehalten, wie beispielsweise, indem Ventile, die an den Verstellring gekoppelt sind, aus dem Rückführkanal heraus gedreht werden. Wenn der Motor bereits oberhalb der Schwelle arbeitet, ist zu erwarten, dass sich die VID und die Gehäusestrukturierung bereits in der offenen Position befinden werden.If the engine, back to 904 of 9 , does not work below the engine load threshold, engine operation is, for example, in the high-load region 808a of the engine characteristic field 800 , and the procedure closes 906 to operate the compressor in a power mode. Priority is given to engine performance while operating in performance mode, such as by increasing air flow through the compressor. While working in engine power mode, the VID and case structuring are kept open, as in 908 specified. The VID can, for example, be held in the position with a larger radius on the basis of the adjustment ring, the blades of the VID being inserted into a wall of the compressor suction duct, as in 4B and 5C shown. In addition, housing structuring is kept open by holding the position of the locking ring, such as by rotating valves coupled to the adjusting ring out of the return channel. If the engine is already operating above the threshold, it is expected that the VID and the case structure will already be in the open position.

Bei 909 beinhaltet das Verfahren 900 ein Bestimmen, ob der Motorbetrieb die Schwelle überquert. Die Steuerung kann zum Beispiel die Motorbetriebsbedingungen im Zeitverlauf überwachen, um den Verdichterbetrieb als Reaktion darauf einzustellen, dass die Motorlast unter die Motorlastschwelle sinkt. Der Motorbetrieb kann die Schwelle überqueren, indem er von einem Betriebspunkt oberhalb der Schwelle zu einem Betriebspunkt unterhalb der Schwelle wandert, wie beispielsweise, indem er von einem Betriebspunkt innerhalb der Hochlastregion 808a zu einem Betriebspunkt in der Niederlastregion 808b, gezeigt in 8, wandert. Um ein anderes Beispiel zu nennen, kann der Motorbetrieb die Schwelle überqueren, indem er von einem Verdichterbetriebspunkt innerhalb der zweiten Verdichterkennlinienfeldregion 1112 zu einem Verdichterbetriebspunkt innerhalb der ersten Verdichterkennlinienfeldregion 1110, gezeigt in 11, wandert.at 909 includes the process 900 determining whether engine operation is crossing the threshold. For example, the controller may monitor engine operating conditions over time to adjust compressor operation in response to engine load falling below the engine load threshold. Engine operation can cross the threshold by moving from an operating point above the threshold to an operating point below the threshold, such as by moving from an operating point within the high load region 808a to an operating point in the low load region 808b , shown in 8th , hikes. To give another example, engine operation may cross the threshold by going from a compressor operating point within the second compressor map region 1112 to a compressor operating point within the first compressor characteristic field region 1110 , shown in 11 , hikes.

Falls der Motorbetrieb die Schwelle nicht überquert, kann das Verfahren 900 zu 906 zurück springen, um das Betreiben des Verdichters im Leistungsmodus fortzusetzen, wobei die VID offen (z. B. in der Position mit großer Einfassung) ist und die Gehäusestrukturierung offen ist, um hohe Verdichtermassenströmungen (über die offene VID) mit Pumpminderung (über die offene Gehäusestrukturierung) für eine erhöhte Motorleistung zu ermöglichen. Falls der Motorbetrieb die Schwelle überquert, geht das Verfahren 900 zu 911 über und beinhaltet ein Überführen des Verdichters zu einem Arbeiten in einem Kraftstoffeffizienzmodus. Während des Arbeitens im Kraftstoffeffizienzmodus wird der Kraftstoffeffizienz des Motors Priorität über die Motorleistung gegeben, wie beispielsweise durch Steigern der Verdichtereffizienz, während der Verdichter in einem Bereich mit geringer Massenströmung arbeitet. Das Überführen des Verdichters zum Arbeiten im Kraftstoffeffizienzmodus beinhaltet ein Schließen der VID und Schließen der Gehäusestrukturierung anhand des einzelnen Betätigungssystems, wie bei 913 angegeben. Das Schließen der VID beinhaltet beispielsweise ein Betätigen der VID in die Position mit kleinerem Radius, wie etwa durch Drehen des Verstellrings in eine erste, geschlossene Position, das Schaufeln der VID in einen Ansaugkanal des Verdichters stellt. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 4A und 5A erläutert, wird ein Einlassdurchmesser/offener Bereich des Laufrads in der Position mit kleinerem Radius reduziert, was die Verdichtereffizienz bei geringen Massenströmungen steigert. Wenn die VID in einem alternativen Beispiel schwenkbare Schaufeln umfasst, kann das Schließen der VID ein Schwenken jeder Schaufel der VID anhand eines Aktors, der an eine Betätigungsplatte der Schaufeln gekoppelt ist, beinhalten, sodass eine Ebene jeder Schaufel senkrecht zur Richtung der Luftströmung durch den Verdichter ist, wodurch der Laufradeinlass eingeengt wird.If engine operation does not cross the threshold, the procedure can 900 to 906 Jump back to continue operating the compressor in power mode, with the VID open (e.g. in the large enclosure position) and case structure open to accommodate high compressor mass flows (via the open VID) with pump reduction (via the open Enclosure structuring) for increased engine performance. If engine operation crosses the threshold, the procedure goes 900 to 911 and includes transferring the compressor to work in a fuel efficiency mode. While operating in the fuel efficiency mode, engine fuel efficiency is given priority over engine performance, such as by increasing compressor efficiency while the compressor is operating in a low mass flow area. Moving the compressor to work in fuel efficiency mode involves closing the VID and closing the case structure based on the individual actuation system, as in 913 specified. Closing the VID includes, for example, actuating the VID into the position with a smaller radius, such as by turning the adjustment ring into a first, closed position, which places the VID's blades in an intake duct of the compressor. As above with reference to 4A and 5A explained, an inlet diameter / open area of the impeller is reduced in the position with a smaller radius, which increases the compressor efficiency at low mass flows. In an alternative example, if the VID includes pivotable blades, closing the VID may include pivoting each blade of the VID using an actuator coupled to an actuator plate of the blades such that a plane of each blade is perpendicular to the direction of air flow through the compressor is what narrows the impeller inlet.

Aufgrund des einzelnen, gemeinsamen Betätigungssystems wird die aktive Gehäusestrukturierung durch das Betätigen der VID in die Position mit kleinerem Radius simultan in die geschlossene Position betätigt, sodass die Luftströmung durch einen Rückführkanal der aktiven Gehäusestrukturierung (z. B. der Rückführkanal 418 von 4A-4B) durch ein Ventil (z. B. das Ventil 434 von 4A und 5A-5C) blockiert wird. Durch das Blockieren der Strömungsrückführung bei geringeren Massenströmungen und Druckverhältnissen wird die Verdichtereffizienz gesteigert und dadurch die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs erhöht. Ein Schließen der VID, während die aktive Gehäusestrukturierung offen gehalten wird, würde beispielsweise zu einer Einbuße der Verdichtereffizienz führen. Indem die aktive Gehäusestrukturierung geschlossen wird, während sich die VID in der geschlossenen Position befindet, wird die Einbuße der Verdichtereffizienz umgangen. Somit führt ein einzelnes Signal von der Steuerung zur Betätigung sowohl der VID als auch des Ventils, die sich aufeinander abgestimmt bewegen können.Due to the single, common actuation system, the active housing structuring is simultaneously actuated into the closed position by actuating the VID in the position with a smaller radius, so that the air flow through a return duct of the active housing structuring (e.g. the return duct 418 of 4A - 4B ) through a valve (e.g. the valve 434 of 4A and 5A - 5C ) is blocked. Blocking the flow return at lower mass flows and pressure ratios increases the compressor efficiency and thereby increases the fuel efficiency of the vehicle. For example, closing the VID while keeping the active casing structuring open would result in a loss of compressor efficiency. Closing the active casing structuring while the VID is in the closed position avoids the loss of compressor efficiency. Thus, a single signal from the controller leads to the actuation of both the VID and the valve, which can move in a coordinated manner.

Andere Beispiele können unabhängige Betätigungsmechanismen für jede von der VID und der aktiven Gehäusestrukturierung beinhalten. In solchen Auslegungen können die VID und die aktive Gehäusestrukturierungen simultan oder zu versetzten Zeitpunkten eingestellt werden. Darüber hinaus kann das Schließen der VID und der aktiven Gehäusestrukturierung direkt und zügig aus der offenen Position erfolgen, wenn sie zuvor offen waren, oder sie können sich stufenweise und kontinuierlich schließen und an einem jeden Punkt zwischen der komplett offenen und komplett geschlossenen Position pausieren.Other examples may include independent actuation mechanisms for each of the VID and active package structuring. In such designs, the VID and the active housing structuring can be set simultaneously or at different times. In addition, the VID and active case structuring can be closed directly and quickly from the open position if they were previously open, or they can gradually and continuously close and pause at any point between the fully open and fully closed positions.

Bei 915 beinhaltet das Verfahren 900 ein Einstellen von Motorbetrieben bei einer Niederlastbedingung. Zu Motorbetrieben, die variiert werden können, gehört ein Vergrößern einer Öffnung eines Drosselventils, um eine Strömung aufgeladener Luft zum Motoreinlass aufrechtzuerhalten. Der Zündzeitpunkt kann eingestellt werden, wie beispielsweise durch Einstellen des Zeitpunkts der Kraftstoffeinspritzung oder Einstellen des Zeitpunkts der Zündfunkenabgabe als Reaktion auf den verringerten Ladedruck, der Brennkammern des Motors zugeführt wird, und auch die Kraftstoffmenge kann dementsprechend eingestellt werden. Dabei kann die Betätigung der VID in den Zustand mit kleinerem Radius und der Gehäusestrukturierung in die geschlossene Position als Reaktion darauf, dass der Motor unterhalb der Motorlastschwelle arbeitet, allerdings kalibriert werden, sodass die Änderung des Verdichtermassendurchsatzes, des Druckverhältnisses im Verdichter und der Verdichtereffizienz minimal ist. Auf diese Weise kann die Motorlast reibungslos zwischen einem Hochlastzustand und dem Niederlastzustand übergehen. Im Anschluss an 915 endet das Verfahren 900.at 915 includes the process 900 an adjustment of engine operations in a low load condition. Engine operations that can be varied include enlarging an opening of a throttle valve to maintain a flow of supercharged air to the engine intake. The ignition timing can be adjusted, such as by adjusting the timing of the fuel injection or adjusting the timing of spark delivery in response to the reduced boost pressure applied to the combustion chambers of the engine, and the amount of fuel may also be adjusted accordingly. However, actuation of the VID to the smaller radius condition and the case structure to the closed position in response to the engine operating below the engine load threshold can be calibrated so that the change in compressor mass flow, compressor pressure ratio, and compressor efficiency is minimal , In this way, the engine load can smoothly transition between a high load state and the low load state. In connection to 915 the procedure ends 900 ,

Falls der Motor, zurück zu 904, unterhalb der Motorlastschwelle arbeitet, z. B. in der Niederlastregion 808b des Motorkennlinienfelds 800, dann geht das Verfahren 900 zu 910 über und beinhaltet ein Betreiben des Verdichters in einem Kraftstoffeffizienzmodus. Während des Arbeitens im Kraftstoffeffizienzmodus wird der Kraftstoffeffizienz des Motors Priorität über die Motorleistung gegeben, wie beispielsweise, indem die Pumpminderung mittels der VID und nicht mittels der Gehäusestrukturierung durchgeführt wird, um die Verdichtereffizienz zu steigern. Das Betreiben des Verdichters im Kraftstoffeffizienzmodus kann beinhalten, dass die VID und die Gehäusestrukturierung geschlossen gehalten werden, wie bei 912 angegeben. Die VID kann beispielsweise anhand des Verstellrings in der Position mit kleinerem Radius gehalten werden, wobei die Schaufeln der VID im Inneren des Ansaugkanals des Verdichters positioniert sind, wie in 4A und 5A gezeigt. Darüber hinaus wird die Gehäusestrukturierung durch das Halten der Position des Feststellrings geschlossen gehalten, wie beispielsweise, indem Ventile, die an den Verstellring gekoppelt sind, in den Rückführkanal hinein gedreht werden. Weil der Motor bereits unterhalb der Schwelle arbeitet, was dem Betrieb mit geschlossener VID und Gehäusestrukturierung entspricht, ist zu erwarten, dass sich die VID und die Gehäusestrukturierung bereits in der geschlossenen Position befinden werden. Falls die VID und die Gehäusestrukturierung bereits geschlossen sind (falls sich die VID z. B. in der Position mit kleinerem Radius befindet und das Ventil die Strömung durch die aktive Gehäusestrukturierung blockiert), können die Positionen der VID und der Gehäusestrukturierung unverändert bleiben. Wenn die VID in der geschlossenen Position mit kleinerem Radius gehalten wird, wird der Verdichter in einem Modus mit kleiner Einfassung gehalten, der einen Einlassdurchmesser/offenen Bereich des Laufrads reduziert, um die Verdichtereffizienz bei einem geringen Durchsatz (im Vergleich dazu, dass die VID offen ist) zu steigern. Indem die Gehäusestrukturierung in der geschlossenen Position gehalten wird, wird andererseits die Rückführung von Luft durch die Gehäusestrukturierung blockiert, wodurch Strömungsverlust durch die Gehäusestrukturierung vermieden wird, um die Verdichtereffizienz zu steigern und dadurch die Kraftstoffeffizienz des Motors zu erhöhen (im Vergleich dazu, dass die VID geschlossen und die Gehäusestrukturierung offen ist).If the engine, back to 904 , works below the engine load threshold, e.g. B. in the low load region 808b of the engine characteristic field 800 , then the procedure goes 900 to 910 above and includes operating the compressor in a fuel efficiency mode. While operating in the fuel efficiency mode, the engine's fuel efficiency is given priority over engine performance, such as by pumping down using the VID rather than the casing structuring to increase compressor efficiency. Operating the compressor in fuel efficiency mode may include keeping the VID and casing structuring closed, as in 912 specified. The VID can, for example, be held in the position with a smaller radius on the basis of the adjustment ring, the blades of the VID being positioned inside the intake duct of the compressor, as in FIG 4A and 5A shown. In addition, housing structuring is kept closed by maintaining the position of the locking ring, such as by rotating valves coupled to the adjusting ring into the return channel. Because the motor is already operating below the threshold, which corresponds to operation with the VID closed and the housing structure, it can be expected that the VID and the housing structure will already be in the closed position. If the VID and housing structuring are already closed (e.g. if the VID is in the position with a smaller radius and the valve blocks the flow through the active housing structuring), the positions of the VID and the housing structuring can remain unchanged. When the VID is held in the smaller radius closed position, the compressor is held in a small enclosure mode that reduces an inlet diameter / open area of the impeller to reduce compressor efficiency at a low flow rate (compared to having the VID open is) to increase. By keeping the case structure in the closed position, on the other hand, the return of air through the case structure is blocked, avoiding flow loss through the case structure to increase compressor efficiency and thereby increase the fuel efficiency of the engine (compared to the VID closed and the case structure is open).

Bei 914 beinhaltet das Verfahren ein Bestimmen, ob sich der Motorbetrieb der Schwelle nähert. Die Tatsache, dass sich der Motorbetrieb der Schwelle nähert, kann darauf hinweisen, dass ein Übergang aus einem Betrieb unterhalb der Schwelle zu einem Betrieb oberhalb der Schwelle zu erwarten ist. Um ein Beispiel zu nennen, kann die Steuerung den Verdichtermassendurchsatz, die Verdichterdrehzahl und das Verdichterdruckverhältnis in ein/e/n oder mehrere Lookup-Tabellen, Algorithmen oder Kennlinienfelder (wie etwa das Verdichterkennlinienfeld 1100 von 11) eingeben, um eine Echtzeitschätzung eines Abstands von der Schwelle (z. B. der Schwelle 1108) zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerung, um ein anderes Beispiel zu nennen, die Motordrehzahl und -last in ein/e/n oder mehrere Lookup-Tabellen, Algorithmen oder Kennlinienfelder (wie etwa das Motorkennlinienfeld 800 von 8) eingeben, um die Echtzeitschätzung des Abstands von der Schwelle (z. B. der Schwelle 805) zu bestimmen. Dass sich der Motorbetrieb der Schwelle nähert, kann als Reaktion darauf bestimmt werden, dass der Abstand von der Schwelle innerhalb eines vorgegebenen Maßes liegt und/oder dass der Abstand von der Schwelle mit einer Rate abnimmt, die höher als eine Schwellenrate ist, um ein Beispiel zu nennen.at 914 the method includes determining whether engine operation is approaching the threshold. The fact that engine operation is approaching the threshold may indicate that a transition from below the threshold to above the threshold is expected. To give an example, the controller may include compressor mass flow rate, compressor speed, and compressor pressure ratio in one or more lookup tables, algorithms, or maps (such as the compressor map) 1100 of 11 ) to get a real-time estimate of a distance from the threshold (e.g. the threshold 1108 ) to determine. Alternatively, or in addition, to give another example, the controller may include engine speed and load in one or more lookup tables, algorithms, or maps (such as the engine map) 800 of 8th ) to get the real-time estimate of the distance from the threshold (e.g. the threshold 805 ) to determine. Engine operation approaching the threshold may be determined in response to the distance from the threshold being within a predetermined amount and / or the distance from the threshold decreasing at a rate higher than a threshold rate, for example to call.

Falls sich der Motorbetrieb nicht der Schwelle nähert, ist kein Übergang über die Schwelle zu erwarten, und das Verfahren 900 kann zu 910 zurückspringen, um das Betreiben des Verdichters im Kraftstoffeffizienzmodus fortzusetzen, wobei die VID und die Gehäusestrukturierung geschlossen gehalten werden. Falls sich der Motorbetrieb der Schwelle nähert, wird ein Öffnen der VID und der Gehäusestrukturierung vorweggenommen. Das Verfahren 900 rückt zu 916 vor und beinhaltet ein Erhöhen eines Betrags der Leistung, die einer Abgasturbine des Turboladers (z. B. der Turbine 176 von 1) zugeführt wird, um eine momentane Reduktion des Verdichtermassendurchsatzes zu verhindern. Während eines Übergangs von einem Arbeiten in der Niederlastregion 808b zur Hochlastregion 808a, gezeigt in 8 (oder eines Übergangs von einem Arbeiten in der ersten Verdichterkennlinienfeldregion 1110 zur zweiten Verdichterkennlinienfeldregion 1112 von 11), ist beispielsweise ein momentaner Verlust der Verdichtereffizienz und damit des Verdichtermassendurchsatzes zu erwarten, wenn die VID und die Gehäusestrukturierung geöffnet sind. Aus diesem Grund kann die Steuerung eine vorgreifende Steuerungsmaßnahme vornehmen, um die Verdichtereffizienz, und damit den Massendurchsatz, während des Übergangs zu bewahren.If engine operation does not approach the threshold, no transition across the threshold is expected and the process 900 can too 910 spring back to continue operating the compressor in fuel efficiency mode, keeping the VID and case structure closed. If engine operation approaches the threshold, opening of the VID and the housing structure is anticipated. The procedure 900 is moving 916 before and includes increasing an amount of power that an exhaust gas turbine of the turbocharger (e.g., the turbine 176 of 1 ) is supplied to prevent a momentary reduction in the compressor mass flow. During a transition from working in the low load region 808b to the high-load region 808a , shown in 8th (or a transition from working in the first compressor map region 1110 to the second compressor characteristic field region 1112 of 11 ), for example, a current loss of compressor efficiency and thus the compressor mass throughput can be expected if the VID and the housing structure are open. For this reason, the control system can take a preliminary control measure in order to maintain the compressor efficiency, and thus the mass flow rate, during the transition.

Falls es sich bei der Turbine um eine VGT handelt, kann konkret die Turbinenleistung auf der Grundlage einer VGT-Schaufel-Position und eines Vorturbinenabgasdrucks (wie z. B. anhand des in 1 gezeigten Drucksensors 158 gemessen) bestimmt werden. Um den Verlust des Massendurchsatzes zu verhindern, der auch die Pumpspanne reduziert, kann die Steuerung über eine koordinierte Einstellung der VGT-Schaufel-Position und einer AGR-Ventil-Position die Leistung erhöhen, die der Abgasturbine zugeführt wird. Die Steuerung kann zum Beispiel die Echtzeitschätzung des Abstands von der Schwelle, die als Übergangsbegrenzung dient, in ein/e/n oder mehrere Lookup-Tabellen, Algorithmen oder Kennfelder eingeben und die entsprechende VGT-Schaufel-Position und/oder AGR-Ventil-Position ausgeben. Die Steuerung kann dann Befehlssignale an die VGT und/oder das AGR-Ventil senden, damit die VGT-Schaufeln und/oder das AGR-Ventil in die ausgegebenen Positionen eingestellt werden. Um ein Beispiel zu nennen, kann ein Verkleinern einer Öffnung des AGR-Ventils den Vorturbinenabgasdruck erhöhen. If the turbine is a VGT, specifically the turbine output can be based on a VGT vane position and a pre-turbine exhaust gas pressure (e.g. using the in 1 shown pressure sensor 158 measured) can be determined. To prevent loss of mass flow, which also reduces the pumping span, the controller can increase the power supplied to the exhaust gas turbine via a coordinated setting of the VGT vane position and an EGR valve position. The controller can, for example, enter the real-time estimate of the distance from the threshold, which serves as a transition limit, into one or more lookup tables, algorithms or maps and the corresponding VGT vane position and / or EGR valve position output. The controller can then send command signals to the VGT and / or the EGR valve to set the VGT vanes and / or the EGR valve to the output positions. By way of example, reducing an opening of the EGR valve can increase the pre-turbine exhaust pressure.

Bei 918 beinhaltet das Verfahren 900 ein Bestimmen, ob der Motorbetrieb die Schwelle überquert. Der Motorbetrieb kann die Schwelle beispielsweise überqueren, indem er von einem Betriebspunkt unterhalb der Schwelle zu einem Betriebspunkt oberhalb der Schwelle wandert, wie beispielsweise, indem er von einem Betriebspunkt innerhalb der Niederlastregion 808b zu einem Betriebspunkt in der Hochlastregion 808a, gezeigt in 8, wandert. Um ein anderes Beispiel zu nennen, kann der Motorbetrieb die Schwelle überqueren, indem er von einem Verdichterbetriebspunkt in der ersten Verdichterkennlinienfeldregion 1110 zu einem Verdichterbetriebspunkt in der zweiten Verdichterkennlinienfeldregion 1112, gezeigt in 11, wandert.at 918 includes the process 900 determining whether engine operation is crossing the threshold. For example, engine operation may cross the threshold by moving from an operating point below the threshold to an operating point above the threshold, such as by moving from an operating point within the low load region 808b to an operating point in the high load region 808a , shown in 8th , hikes. To give another example, engine operation may cross the threshold by going from a compressor operating point in the first compressor map region 1110 to a compressor operating point in the second compressor characteristic field region 1112 , shown in 11 , hikes.

Falls der Motorbetrieb die Schwelle nicht überquert, kann das Verfahren 900 zu 910 zurückspringen, um das Betreiben des Verdichters im Kraftstoffeffizienzmodus fortzusetzen, wobei die VID und die Gehäusestrukturierung geschlossen gehalten werden. Falls sich der Motorbetrieb darüber hinaus nicht mehr der Schwelle nähert, kann die Steuerung die der Abgasturbine zugeführte Leistung reduzieren, indem beispielsweise der Abgasdruck stromaufwärts der Abgasturbine reduziert wird. Beispielsweise kann die Steuerung die bei 916 vorgenommene vorgreifende Steuerungsmaßnahme rückgängig machen, um die VGT-Schaufeln und/oder das AGR-Ventil in Nennpositionen für die jeweiligen Betriebsbedingungen zurückzuführen. Die Steuerung kann auf eine Lookup-Tabelle zurückgreifen, welche die Motordrehzahl und -last als Eingabe aufweist, und die AGR-Ventil-Position und/oder VGT-Schaufel-Position ausgeben, welche der eingegebenen Motordrehzahl/-last entspricht, um ein Beispiel zu nennen. In einem anderen Beispiel kann die Steuerung das Maß der AGR (und damit die AGR-Ventil-Position) und/oder die VGT-Schaufel-Position mittels Logikregeln bestimmen, die Parameter wie etwa die Motorlast, Motordrehzahl, Motortemperatur usw. direkt einbeziehen.If engine operation does not cross the threshold, the procedure can 900 to 910 spring back to continue operating the compressor in fuel efficiency mode, keeping the VID and case structure closed. In addition, if engine operation no longer approaches the threshold, the controller can reduce the power supplied to the exhaust gas turbine, for example by reducing the exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas turbine. For example, the controller can 916 undo the anticipatory control measure to return the VGT blades and / or the EGR valve in nominal positions for the respective operating conditions. The controller can access a lookup table that has engine speed and load as input and output the EGR valve position and / or VGT vane position that corresponds to the entered engine speed / load, for example call. In another example, the controller can determine the amount of EGR (and therefore the EGR valve position) and / or the VGT vane position using logic rules that directly include parameters such as engine load, engine speed, engine temperature, etc.

Falls der Motorbetrieb die Schwelle überquert, geht das Verfahren 900 zu 920 über und beinhaltet ein Überführen des Verdichters zum Arbeiten im Leistungsmodus. Das Überführen des Verdichters zum Arbeiten im Leistungsmodus beinhaltet ein Öffnen der VID und Öffnen der Gehäusestrukturierung anhand des einzelnen Betätigungssystems, wie bei 922 angegeben. Das Öffnen der VID beinhaltet beispielsweise ein Betätigen der VID in die Position mit größerem Radius, wie etwa durch Drehen des Verstellrings in eine zweite, offene Position, die die Schaufeln der VID in eine Wand des Verdichteransaugkanals einfährt, wie in 4B und 5C gezeigt. Wenn die VID in einem alternativen Beispiel schwenkbare Schaufeln umfasst, kann das Öffnen der VID ein Schwenken einer Vielzahl benachbart angeordneter Schaufeln der VID anhand des Aktors, der an die Betätigungsplatte der Schaufeln gekoppelt ist, beinhalten, sodass die Ebene der Schaufeln parallel zur Richtung der Luftströmung durch den Verdichter ist. In der offen Position mit größerem Radius beschränkt die VID die Strömung durch das Laufrad nicht, und der Verdichtereinlass ist größer, was hohe Verdichterströmungen und Druckverhältnisse bei höheren Effizienzen ermöglicht.If engine operation crosses the threshold, the procedure goes 900 to 920 about and involves transferring the compressor to work in performance mode. Transferring the compressor to work in performance mode involves opening the VID and opening the case structure based on the individual actuation system, as with 922 specified. Opening the VID includes, for example, actuating the VID to the larger radius position, such as by turning the adjustment ring to a second, open position that retracts the VID blades into a wall of the compressor intake passage, as in 4B and 5C shown. In an alternative example, if the VID includes pivotable blades, opening the VID may include pivoting a plurality of adjacent blades of the VID based on the actuator coupled to the actuator plate of the blades so that the plane of the blades is parallel to the direction of air flow through the compressor. In the open position with a larger radius, the VID does not restrict the flow through the impeller and the compressor inlet is larger, which enables high compressor flows and pressure ratios with higher efficiencies.

Aufgrund des einzelnen, gemeinsamen Betätigungssystems wird die aktive Gehäusestrukturierung durch das Betätigen der VID in die Position mit größerem Radius simultan in die offene Position überführt, indem das Ventil aus dem Rückführkanal heraus gedreht wird. Wenn das Ventil nicht im Rückführkanal positioniert ist, wird die Luftströmung durch den Rückführkanal zugelassen, wodurch die Pumpspanne des Verdichters erweitert ist. Somit führt ein einzelnes Signal von der Steuerung zur Betätigung sowohl der VID als auch des Ventils, die sich aufeinander abgestimmt bewegen können.Due to the single, common actuation system, the active housing structuring is simultaneously moved into the position with a larger radius into the open position by actuating the VID by rotating the valve out of the return channel. When the valve is not positioned in the return duct, air flow through the return duct is allowed, thereby expanding the pumping span of the compressor. Thus, a single signal from the controller leads to the actuation of both the VID and the valve, which can move in a coordinated manner.

Andere Beispiele können unabhängige Betätigungsmechanismen für jede von der VID und der aktiven Gehäusestrukturierung beinhalten. In solchen Auslegungen können die VID und die aktive Gehäusestrukturierungen simultan oder zu versetzten Zeitpunkten eingestellt werden. Darüber hinaus kann das Öffnen der VID und der aktiven Gehäusestrukturierung direkt und zügig aus der geschlossenen Position erfolgen, wenn sie zuvor geschlossen waren, oder sie können sich stufenweise und kontinuierlich öffnen und an einem jeden Punkt zwischen der komplett geschlossenen und komplett offenen Position pausieren.Other examples may include independent actuation mechanisms for each of the VID and active package structuring. In such designs, the VID and the active housing structuring can be set simultaneously or at different times. In addition, the VID and active case structuring can be opened directly and quickly from the closed position if they were previously closed, or they can open gradually and continuously and pause at any point between the fully closed and fully open position.

Bei 924 werden Motorbetriebe auf eine Hochlastbedingung eingestellt. Zu Motorbetrieben, die variiert werden können, gehört ein Verkleinern einer Öffnung eines Drosselventils, um eine Strömung aufgeladener Luft zum Motoreinlass aufrechtzuerhalten. Der Zündzeitpunkt kann eingestellt werden, wie beispielsweise durch Einstellen des Zeitpunkts der Kraftstoffeinspritzung oder Einstellen des Zeitpunkts der Zündfunkenabgabe als Reaktion auf den erhöhten Ladedruck, der Brennkammern des Motors zugeführt wird, und auch die Kraftstoffmenge kann dementsprechend eingestellt werden. Dabei kann jedoch die Betätigung der VID in den Zustand mit größerem Radius und der Gehäusestrukturierung in die offene Position nach Vornahme der vorgreifenden Steuermaßnahme bei 916 und als Reaktion darauf, dass der Motor oberhalb der Motorschwelle arbeitet, kalibriert werden, sodass die Änderung des Verdichtermassendurchsatzes, des Druckverhältnisses im Verdichter und der Verdichtereffizienz minimal ist. Auf diese Weise kann die Motorlast reibungslos zwischen dem Niederlastzustand und dem Hochlastzustand übergehen. at 924 engine operations are set to a high load condition. Engine operations that can be varied include narrowing an opening of a throttle valve to maintain a flow of supercharged air to the engine intake. The ignition timing may be adjusted, such as by adjusting the timing of fuel injection or adjusting the timing of spark delivery in response to the increased boost pressure supplied to the combustion chambers of the engine, and the amount of fuel may also be adjusted accordingly. However, the actuation of the VID in the state with a larger radius and the housing structuring in the open position after the anticipatory control measure has been carried out 916 and calibrated in response to the engine operating above the engine threshold so that the change in compressor mass flow, compressor pressure ratio, and compressor efficiency is minimal. In this way, the engine load can smoothly transition between the low load state and the high load state.

Das Einstellen von Motorbetrieben auf die Hochlastbedingungen kann weiterhin ein Verringern der Leistung, welche der Abgasturbine zugeführt wird, beinhalten. Sobald die Schwelle überquert ist und festgestellt wurde, dass die Betriebsbedingung außerhalb der Niederlastregion 808b und/oder der ersten Verdichterkennlinienfeldregion 1110 liegt, kann die Steuerung beispielsweise die VGT-Schaufel-Position und/oder die AGR-Ventil-Position in Nennpositionen für die jeweiligen Betriebsbedingungen zurückführen. Auf diese Weise kann die vorgreifende Steuerungsmaßnahme bei 916 die der Abgasturbine zugeführte Leistung zeitweilig erhöhen, sodass die Verdichtereffizienz, und damit die Massenströmung, aufrechterhalten wird, während die VID aus der geschlossenen in die offene Position und die Gehäusestrukturierung aus der geschlossenen Position in die offene Position betätigt werden. Dann, sobald sich die VID und die Gehäusestrukturierung in der offenen Position befinden (sich der Verstellring z. B. in der zweiten, offenen Position befindet), wird die Leistung, die der Abgasturbine zugeführt wird, verringert, um den gewünschten Massendurchsatz für die jeweilige Motorlast bereitzustellen. Im Anschluss an 924 endet das Verfahren 900.Adjusting engine operations to the high load conditions may further include reducing the power delivered to the exhaust turbine. Once the threshold is crossed and it has been determined that the operating condition is outside the low load region 808b and / or the first compressor characteristic field region 1110 the controller can, for example, return the VGT blade position and / or the EGR valve position to the nominal positions for the respective operating conditions. In this way, the anticipatory control measure can 916 temporarily increase the power delivered to the exhaust gas turbine so that the compressor efficiency, and thus the mass flow, is maintained while the VID is actuated from the closed position to the open position and the casing structuring from the closed position to the open position. Then, once the VID and casing structure are in the open position (e.g., the adjustment ring is in the second, open position), the power that is supplied to the exhaust gas turbine is reduced by the desired mass flow rate for the respective one To provide engine load. In connection to 924 the procedure ends 900 ,

Auf diese Weise kann ein Turboladerverdichter durch Verwenden einer VID und einer aktiven Gehäusestrukturierung, die anhand eines einzelnen Betätigungssystems simultan betätigt werden, in einem von zwei Betriebsmodi betrieben werden: einem Kraftstoffeffizienzmodus, in dem die VID und die aktive Gehäusestrukturierung geschlossen sind, und einem Leistungsmodus, in welchem die VID und die aktive Gehäusestrukturierung offen sind. Der Verdichter kann im Laufe eines Fahrzyklus des Fahrzeugs mehrmals zwischen zwei Betriebsmodi überführt werden, wobei der jeweils aktuelle Modus auf jeweils aktuellen Betriebsbedingungen beruhend ausgewählt wird, um einen Luftströmungsgesamtbereich des Verdichters zu vergrößern. Der ausgewählte Betriebsmodus kann eine Effizienz des Verdichters bei den jeweils aktuellen Betriebsbedingungen steigern, was ein schnelleres Ansprechen des Turboladers bei Vorliegen vorübergehender Motorbedingungen ergibt. Darüber hinaus ergibt die gesteigerte Verdichtereffizienz einen geringeren Kraftstoffverbrauch sowohl im Falle des stetigen als auch vorübergehenden Motorbetriebs.In this way, a turbocharger compressor can operate in one of two modes of operation by using a VID and active casing structuring that are actuated simultaneously using a single actuation system: a fuel efficiency mode in which the VID and the active casing structuring are closed and a performance mode, in which the VID and the active housing structuring are open. The compressor can be switched between two operating modes several times in the course of a driving cycle of the vehicle, the respective current mode being selected based on current operating conditions in order to enlarge an overall air flow area of the compressor. The selected operating mode can increase the efficiency of the compressor under the current operating conditions, which results in a faster response of the turbocharger in the presence of temporary engine conditions. In addition, the increased compressor efficiency results in lower fuel consumption in the case of both continuous and temporary engine operation.

12 zeigt ein beispielhaftes Zeitdiagramm 1200 bezüglich des Betreibens eines Motors mit einem Verdichter, der eine VID und eine aktive Gehäusestrukturierung, welche unabhängig voneinander betätigt werden können, aufweist, wie etwa dem in 2A-2B gezeigten Verdichter 202. Der Verdichter kann in einem Turbolader eines Fahrzeugs, wie etwa in 1 gezeigt, das zudem ein Hochdruck-AGR-System beinhaltet, beinhaltet sein. Die VID kann auf Motorbetriebsbedingungen beruhend zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position eingestellt werden, wie etwa gemäß dem Verfahren von 6. Analog dazu kann die aktive Gehäusestrukturierung (CT) auf Motorbetriebsbedingungen beruhend zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position eingestellt werden, wie etwa gemäß dem Verfahren von 7. Die Motorlast ist bei Verlauf 1202 gezeigt, der Verdichtermassendurchsatz ist bei Verlauf 1204 gezeigt, das Verdichterdruckverhältnis ist bei Verlauf 1205 gezeigt, die VID-Position ist bei Verlauf 1206 gezeigt, die CT-Position ist bei Verlauf 1208 gezeigt, und eine AGR-Ventil-Position ist bei Verlauf 1210 gezeigt. Für alles vorstehend Genannte gilt, dass die horizontale Achse die Zeit darstellt, wobei die Zeit auf der horizontalen Achse von links nach rechts zunimmt. Die vertikale Achse stellt jeden gekennzeichneten Parameter dar. Im Falle der Verläufe 1202 und 1204 erhöht sich ein Wert des gekennzeichneten Parameters auf der vertikalen Achse von unten nach oben. Im Falle der Verläufe 1206 und 1208 gibt die vertikale Achse wieder, ob die VID und die CT - wie gekennzeichnet - offen bzw. geschlossen sind. Im Falle von Verlauf 1210 zeigt die vertikale Achse die AGR-Ventil-Position von einer komplett geschlossenen Position („geschlossen“) bis zu einer komplett offenen Position („offen“). Außerdem ist eine Pumpgrenze anhand der gestrichelten Linie 1201 gezeigt, welche der Pumpschwelle 804 von 8 ähnlich sein kann, eine Motorschwellenlast ist anhand der gestrichelten Linie 1203 gezeigt, die der Motorlastschwelle 805 von 8 ähnlich sein kann, und ein Verdichterschwellendruckverhältnis ist anhand der gestrichelten Linie 1207 gezeigt, das der zweiten Schwelle 1011 von 10 ähnlich sein kann. Wenn der Motorbetrieb Lasten beinhaltet, die höher als die Motorschwellenlast 1203 sind, kann der Motor in einer Hochlastregion wie etwa der Hochlastregion 808a von 8 arbeiten. Wenn der Motorbetrieb Lasten beinhaltet, die geringer als die Motorschwellenlast 1203 sind, kann der Motor in einer Niederlastregion wie etwa der Niederlastregion 808b von 8 arbeiten. Wenn der Verdichterbetrieb Druckverhältnisse über dem Verdichterschwellendruckverhältnis 1207 beinhaltet, nähert sich der Verdichter möglicherweise Pumpbedingungen. Im Beispiel von 12 ist das Verdichterschwellendruckverhältnis 1207 zwar so dargestellt, dass es einen einzigen Wert aufweist, doch sei darauf hingewiesen, dass das Verdichterschwellendruckverhältnis in anderen Beispielen auf der Verdichtermassenströmung beruhend variieren kann, wie beispielsweise in 10 dargestellt. 12 shows an exemplary timing diagram 1200 regarding the operation of an engine with a compressor having a VID and an active casing structure that can be operated independently, such as that in FIG 2A -2B shown compressor 202 , The compressor can be installed in a turbocharger of a vehicle, such as in 1 shown, which also includes a high pressure EGR system. The VID can be set between an open and a closed position based on engine operating conditions, such as according to the method of FIG 6 , Similarly, active housing structuring (CT) may be adjusted between an open and a closed position based on engine operating conditions, such as according to the method of FIG 7 , The engine load is on course 1202 shown, the compressor mass flow is on course 1204 shown, the compressor pressure ratio is on course 1205 shown, the VID position is on history 1206 shown, the CT position is on course 1208 shown, and an EGR valve position is in progress 1210 shown. For all of the above, the horizontal axis represents time, with time increasing from left to right on the horizontal axis. The vertical axis represents each marked parameter. In the case of the courses 1202 and 1204 a value of the marked parameter increases on the vertical axis from bottom to top. In the case of the courses 1206 and 1208 shows the vertical axis, whether the VID and the CT - as marked - are open or closed. In the case of history 1210 the vertical axis shows the EGR valve position from a completely closed position ("closed") to a completely open position ("open"). There is also a surge limit based on the dashed line 1201 shown which of the pump threshold 804 of 8th may be similar, an engine threshold load is based on the dashed line 1203 shown that the engine load threshold 805 of 8th may be similar, and a compressor threshold pressure ratio is from the dashed line 1207 shown that the second threshold 1011 of 10 can be similar. When engine operation includes loads higher than the engine threshold load 1203 the engine may be in a high load region such as the high load region 808a of 8th work. When engine operation includes loads less than the engine threshold load 1203 the engine may be in a low load region such as the low load region 808b of 8th work. When the compressor is operating pressure ratios above the compressor threshold pressure ratio 1207 the compressor may be approaching pumping conditions. In the example of 12 is the compressor threshold pressure ratio 1207 Although shown to have a single value, it should be understood that the compressor threshold pressure ratio may vary based on the compressor mass flow in other examples, such as in FIG 10 shown.

Vor Zeitpunkt t1 kann die Motorlast (Verlauf 1202) viel höher als die Pumpschwelle 1201 und auch höher als die Motorschwellenlast 1203 sein, und der Verdichtermassendurchsatz (Verlauf 1204) ist relativ hoch. Da die Motorlast über der Motorschwellenlast liegt, ist keine Beschränkung der Luftströmung durch den Verdichter zur Pumpminderung erforderlich. Der Luftstrom kann beispielsweise eine Mischung aus frischer Ansaugluft und zurückgeführtem Abgas beinhalten. Somit wird der Verdichter mit der VID in der offenen Position betrieben (Verlauf 1206). Außerdem ist das Verdichterdruckverhältnis (Verlauf 1205) größer als das Verdichterschwellendruckverhältnis 1207. Aus diesem Grund kann Pumpen aufgrund eines hohen Druckverhältnisses und/oder einer hohen Massenströmung anhand der aktiven Gehäusestrukturierung, die in der offenen Position ist (Verlauf 1208), gemindert werden. Da die aktive Gehäusestrukturierung in der offenen Position ist, wird die Luftströmung durch einen Rückführkanal der CT zugelassen. Die offene Position der aktiven Gehäusestrukturierung erweitert die Pumpspanne, was höhere Massendurchsätze und Druckverhältnisse des Verdichters ermöglicht. Dank der ermöglichten höheren Massendurchsätze und Druckverhältnisse kann die Motorleistung erhöht werden. Des Weiteren ist das AGR-Ventil aufgrund der hohen Motorlast (Verlauf 1202) in einem relativ geringen Grad offen (Verlauf 1210), damit dem Motor ein relativ geringes Maß an AGR bereitgestellt wird.Before time t1 can the engine load (course 1202 ) much higher than the pump threshold 1201 and also higher than the engine threshold load 1203 be, and the compressor mass flow (course 1204 ) is relatively high. Since the engine load is above the engine threshold load, there is no need to limit the air flow through the compressor to reduce pumping. The air flow can include, for example, a mixture of fresh intake air and recirculated exhaust gas. The compressor is thus operated with the VID in the open position (curve 1206 ). In addition, the compressor pressure ratio (curve 1205 ) greater than the compressor threshold pressure ratio 1207 , For this reason, due to a high pressure ratio and / or a high mass flow, pumps can operate based on the active housing structure, which is in the open position (curve 1208 ) can be reduced. Since the active case structuring is in the open position, the air flow is allowed through a return duct of the CT. The open position of the active casing structuring extends the pumping span, which enables higher mass flow rates and pressure ratios of the compressor. Thanks to the higher mass throughputs and pressure ratios, the engine output can be increased. Furthermore, the EGR valve is due to the high engine load (curve 1202 ) open to a relatively small degree (course 1210 ) to provide a relatively low level of EGR to the engine.

Zu Zeitpunkt t1 sinkt das Verdichterdruckverhältnis (Verlauf 1205) unter das Verdichterschwellendruckverhältnis 1207. Infolgedessen ist keine Luftströmung durch den Rückführkanal zur Pumpminderung mehr gewünscht, weshalb die CT in die geschlossene Position betätigt wird. Beispielsweise wird ein verschiebbares Ventil (z. B. das verschiebbare Ventil 234a oder das verschiebbare Ventil 234b, gezeigt in 2A und 2B) anhand eines Aktors (z. B. des in 2A und 2B gezeigten Aktors 209) in die geschlossene Position bewegt, wodurch die Luftströmung durch den Rückführkanal blockiert wird. Durch das Schließen der CT, wenn sich der Verdichter keiner Pumpgrenze nähert, wird die Verdichtereffizienz gesteigert.At the time t1 the compressor pressure ratio drops (curve 1205 ) below the compressor threshold pressure ratio 1207 , As a result, air flow through the return duct for pump reduction is no longer desired, which is why the CT is operated in the closed position. For example, a sliding valve (e.g. the sliding valve 234a or the sliding valve 234b , shown in 2A and 2 B) based on an actuator (e.g. the in 2A and 2 B shown actuator 209 ) is moved to the closed position, which blocks the air flow through the return duct. Closing the CT when the compressor is not approaching a surge line increases the compressor efficiency.

Zwischen Zeitpunkt t1 und Zeitpunkt t2 nimmt die Motorlast (Verlauf 1202) ab, wie beispielsweise aufgrund einer Freigabe eines Fahrpedals durch einen Fahrzeugführer. Während die Motorlast abnimmt, nimmt der Öffnungsgrad des AGR-Ventils (Verlauf 1210) zu, damit ein Maß an AGR, die dem Motor bereitgestellt wird, zunimmt. Zu Zeitpunkt t2 sinkt die Motorlast (Verlauf 1202) unter die Motorschwellenlast (gestrichelte Linie 1203). Als Reaktion darauf wird die VID in die geschlossene Position (Verlauf 1206) betätigt, wodurch eine effektive Größe eines Laufrads des Verdichters reduziert wird, und die CT wird in der geschlossenen Position (Verlauf 1208) gehalten. Wenn die VID in der geschlossenen Position ist, wird der Verdichter in einem Modus mit kleiner Einfassung betrieben, und die Luftströmung durch den Rückführkanal wird durch die geschlossene CT blockiert, um die Verdichtereffizienz zu steigern. Die gesteigerte Verdichtereffizienz erhöht auch die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs.Between time t1 and time t2 takes the engine load (course 1202 ), such as due to a driver's release of an accelerator pedal. The degree of opening of the EGR valve increases as the engine load decreases 1210 ) to increase the amount of EGR provided to the engine. At the time t2 the engine load decreases (curve 1202 ) below the engine threshold load (dashed line 1203 ). In response, the VID is moved to the closed position (history 1206 ) is actuated, thereby reducing an effective size of an impeller of the compressor, and the CT is in the closed position (course 1208 ) held. When the VID is in the closed position, the compressor is operated in a small enclosure mode and the airflow through the return duct is blocked by the closed CT to increase compressor efficiency. The increased compressor efficiency also increases the vehicle's fuel efficiency.

Kurz vor Zeitpunkt t3 nimmt die Motorlast (Verlauf 1202) zu, wie etwa aufgrund einer Betätigung des Fahrpedals durch den Fahrzeugführer. Wenn sich die Motorlast (Verlauf 1202) der Motorschwellenlast 1203 nähert, stellt die Steuerung die AGR-Ventil-Position darauf vorgreifend ein, dass der Motorbetrieb die Motorschwellenlast 1203 überschreitet. Konkret verkleinert die Steuerung die Öffnung des AGR-Ventils (Verlauf 1210), um einen Abgasgegendruck und damit einen Betrag der Leistung, die einer Abgasturbine des Turboladers zugeführt wird, zu erhöhen.Just before the time t3 takes the engine load (course 1202 ), such as due to the driver pressing the accelerator pedal. If the engine load (course 1202 ) the engine threshold load 1203 approaching, the controller anticipates the EGR valve position to ensure that engine operation is the engine threshold load 1203 exceeds. Specifically, the control system reduces the opening of the EGR valve (course 1210 ) to increase an exhaust gas back pressure and thus an amount of power that is supplied to an exhaust gas turbine of the turbocharger.

Zu Zeitpunkt t3 steigt die Motorlast (Verlauf 1202) über die Motorschwellenlast 1203 an. Als Reaktion darauf wird die VID in die offene Position (Verlauf 1206) betätigt, wodurch höhere Massendurchsätze durch das Laufrad ermöglicht werden. Wegen der vorgreifenden Steuermaßnahme des Verkleinerns der AGR-Ventil-Öffnung ist der Übergang des Verdichtermassendurchsatzes (Verlauf 1204) glatt. Nachdem die Motorlast (Verlauf 1202) über die Motorschwellenlast 1203 ansteigt und die VID in die offene Position (Verlauf 1206) betätigt worden ist, wird das AGR-Ventil in eine Nennposition für die jeweiligen Betriebsbedingungen (z. B. Motordrehzahl und -last) eingestellt. Konkret wird der Öffnungsgrad des AGR-Ventils vergrößert (Verlauf 1210) und anschließend auf den Motorbetriebsbedingungen beruhend eingestellt, um eine gewünschte Motorverdünnung bereitzustellen. Weil das Verdichterdruckverhältnis (Verlauf 1205) unter dem Verdichterschwellendruckverhältnis 1207 bleibt, bleibt die CT in der geschlossenen Position (1208), wodurch die Luftströmung durch den Rückführkanal blockiert wird, um die Verdichtereffizienz zu steigern.At the time t3 the engine load increases (curve 1202 ) about the engine threshold load 1203 on. In response, the VID is moved to the open position (history 1206 ) actuated, which enables higher mass throughputs through the impeller. Because of the anticipatory control measure of reducing the EGR valve opening, the transition of the compressor mass flow rate (course 1204 ) smooth. After the engine load (course 1202 ) about the engine threshold load 1203 increases and the VID in the open position (history 1206 ) has been actuated, the EGR valve is set to a nominal position for the respective operating conditions (e.g. engine speed and load). Specifically, the opening degree of the EGR valve is increased (course 1210 ) and then adjusted based on engine operating conditions to provide a desired engine dilution. Because the compressor pressure ratio (curve 1205 ) below the compressor threshold pressure ratio 1207 remains, the CT remains in the closed position ( 1208 ), whereby the Airflow through the return duct is blocked to increase compressor efficiency.

Anschließend zeigt 13 ein beispielhaftes Zeitdiagramm 1300 bezüglich des Betreibens eines Motors mit einem Verdichter, der eine VID und eine aktive Gehäusestrukturierung aufweist, die anhand eines einzelnen Betätigungssystems eingestellt werden können, wie etwa dem in 4A-4B gezeigten Verdichter 402. Der Verdichter kann in einem Turbolader eines Fahrzeugs, wie etwa in 1 gezeigt, das weiterhin ein Hochdruck-AGR-System beinhaltet, beinhaltet sein. Die VID und die aktive Gehäusestrukturierung (CT) können auf Motorbetriebsbedingungen beruhend zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position simultan eingestellt werden, wie etwa gemäß dem Verfahren von 9. Die Motorlast ist bei Verlauf 1302 gezeigt, der Verdichtermassendurchsatz ist bei Verlauf 1304 gezeigt, die VID-Position ist bei Verlauf 1306 gezeigt, die CT-Position ist bei Verlauf 1308 gezeigt, und eine AGR-Ventil-Position ist bei Verlauf 1310 gezeigt. Für alles vorstehend Genannte gilt, dass die horizontale Achse die Zeit darstellt, wobei die Zeit auf der horizontalen Achse von links nach rechts zunimmt. Die vertikale Achse stellt jeden gekennzeichneten Parameter dar. Im Falle der Verläufe 1302 und 1304 erhöht sich ein Wert des gekennzeichneten Parameters auf der vertikalen Achse von unten nach oben. Im Falle der Verläufe 1306 und 1308 gibt die vertikale Achse wieder, ob die VID und die CT - wie gekennzeichnet - offen bzw. geschlossen sind. Im Falle von Verlauf 1310 zeigt die vertikale Achse die AGR-Ventil-Position von einer komplett geschlossenen Position („geschlossen“) bis zu einer komplett offenen Position („offen“). Außerdem ist eine Pumpgrenze anhand der gestrichelten Linie 1301 gezeigt, welche der Pumpschwelle 804 von 8 ähnlich sein kann, und eine Motorschwellenlast ist anhand der gestrichelten Linie 1303 gezeigt, die der Motorlastschwelle 805 von 8 ähnlich sein kann. Wenn der Motorbetrieb Lasten beinhaltet, die höher als die Motorschwellenlast 1303 sind, kann der Motor in einer Hochlastregion wie etwa der Hochlastregion 808a von 8 arbeiten. Wenn der Motorbetrieb Lasten beinhaltet, die geringer als die Motorschwellenlast 1303 sind, kann der Motor in einer Niederlastregion wie etwa der Niederlastregion 808b von 8 arbeiten.Then shows 13 an exemplary timing diagram 1300 relating to the operation of an engine with a compressor having a VID and an active housing structure that can be adjusted using a single actuation system, such as that in FIG 4A - 4B shown compressor 402 , The compressor can be installed in a turbocharger of a vehicle, such as in 1 shown, which further includes a high pressure EGR system. The VID and active package structuring (CT) can be simultaneously adjusted between open and closed positions based on engine operating conditions, such as according to the method of FIG 9 , The engine load is on course 1302 shown, the compressor mass flow is on course 1304 shown, the VID position is on history 1306 shown, the CT position is on course 1308 shown, and an EGR valve position is in progress 1310 shown. For all of the above, the horizontal axis represents time, with time increasing from left to right on the horizontal axis. The vertical axis represents each marked parameter. In the case of the courses 1302 and 1304 a value of the marked parameter increases on the vertical axis from bottom to top. In the case of the courses 1306 and 1308 shows the vertical axis, whether the VID and the CT - as marked - are open or closed. In the case of history 1310 the vertical axis shows the EGR valve position from a completely closed position ("closed") to a completely open position ("open"). There is also a surge limit based on the dashed line 1301 shown which of the pump threshold 804 of 8th can be similar, and an engine threshold load is based on the dashed line 1303 shown that the engine load threshold 805 of 8th can be similar. When engine operation includes loads higher than the engine threshold load 1303 the engine may be in a high load region such as the high load region 808a of 8th work. When engine operation includes loads less than the engine threshold load 1303 the engine may be in a low load region such as the low load region 808b of 8th work.

Vor Zeitpunkt t1 kann die Motorlast (Verlauf 1302) viel höher als die Pumpschwelle 1301 und auch höher als die Motorschwellenlast 1303 sein, und der Verdichtermassendurchsatz (Verlauf 1304) ist relativ hoch. Da die Motorlast über der Motorschwellenlast liegt, ist keine Beschränkung der Luftströmung durch den Verdichter zur Pumpminderung erforderlich. Der Luftstrom kann beispielsweise eine Mischung aus frischer Ansaugluft und zurückgeführtem Abgas beinhalten. Somit wird der Verdichter mit der VID in der offenen Position (Verlauf 1306) betrieben. Pumpen aufgrund eines hohen Druckverhältnisses und/oder einer hohen Massenströmung kann anhand der aktiven Gehäusestrukturierung, die in der offenen Position (Verlauf 1308) ist, gemindert werden. Da die aktive Gehäusestrukturierung in der offenen Position ist, wird die Luftströmung durch einen Rückführkanal der CT zugelassen. Die offene Position der aktiven Gehäusestrukturierung erweitert die Pumpspanne, was höhere Massendurchsätze und Druckverhältnisse des Verdichters ermöglicht. Dank der ermöglichten höheren Massendurchsätze und Druckverhältnisse kann die Motorleistung erhöht werden. Daher wird der Verdichter vor Zeitpunkt t1 in einem Leistungsmodus betrieben.Before time t1 can the engine load (course 1302 ) much higher than the pump threshold 1301 and also higher than the engine threshold load 1303 be, and the compressor mass flow (course 1304 ) is relatively high. Since the engine load is above the engine threshold load, there is no need to limit the air flow through the compressor to reduce pumping. The air flow can include, for example, a mixture of fresh intake air and recirculated exhaust gas. Thus, the compressor with the VID is in the open position (course 1306 ) operated. Pumping due to a high pressure ratio and / or a high mass flow can be based on the active housing structuring that is in the open position (course 1308 ) is reduced. Since the active case structuring is in the open position, the air flow is allowed through a return duct of the CT. The open position of the active casing structuring extends the pumping span, which enables higher mass flow rates and pressure ratios of the compressor. Thanks to the higher mass throughputs and pressure ratios, the engine output can be increased. Therefore, the compressor is ahead of time t1 operated in a power mode.

Kurz vor Zeitpunkt t1 nimmt die Motorlast (Verlauf 1302) ab, wie beispielsweise aufgrund einer Freigabe eines Fahrpedals durch einen Fahrzeugführer. Zu Zeitpunkt t1 sinkt die Motorlast (Verlauf 1302) unter die Motorschwellenlast (gestrichelte Linie 1303). Als Reaktion darauf werden die VID und die CT simultan in ihre jeweilige geschlossene Position (Verlauf 1306 bzw. 1308) betätigt, wodurch eine effektive Größe eines Laufrads des Verdichters (z. B. durch Betreiben des Verdichters in einem Modus mit kleiner Einfassung) reduziert und Luftströmung durch den Rückführkanal verhindert wird, um die Verdichtereffizienz zu steigern. Die gesteigerte Verdichtereffizienz erhöht auch die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs. Deshalb wird der Verdichter zwischen Zeitpunkt t1 und t2 in einem Kraftstoffeffizienzmodus betrieben.Just before the time t1 takes the engine load (course 1302 ), such as due to a driver's release of an accelerator pedal. At the time t1 the engine load decreases (curve 1302 ) below the engine threshold load (dashed line 1303 ). In response, the VID and CT are simultaneously moved to their respective closed positions (history 1306 respectively. 1308 ) is actuated, reducing an effective size of an impeller of the compressor (e.g., operating the compressor in a small enclosure mode) and preventing airflow through the return duct to increase compressor efficiency. The increased compressor efficiency also increases the vehicle's fuel efficiency. That is why the compressor is between time t1 and t2 operated in a fuel efficiency mode.

Kurz vor Zeitpunkt t2 nimmt die Motorlast (Verlauf 1302) zu, wie etwa aufgrund einer Betätigung des Fahrpedals durch den Fahrzeugführer. Wenn sich die Motorlast (Verlauf 1302) der Motorschwellenlast 1303 nähert, stellt die Steuerung die AGR-Ventil-Position darauf vorgreifend ein, dass der Motorbetrieb über die Motorschwellenlast 1303 übergeht. Konkret verkleinert die Steuerung die Öffnung des AGR-Ventils (Verlauf 1310), um einen Abgasgegendruck und damit einen Betrag der Leistung, die einer Abgasturbine des Turboladers zugeführt wird, zu erhöhen.Just before the time t2 takes the engine load (course 1302 ), such as due to the driver pressing the accelerator pedal. If the engine load (course 1302 ) the engine threshold load 1303 approaching, the controller anticipates the EGR valve position so that engine operation exceeds the engine threshold load 1303 transforms. Specifically, the control system reduces the opening of the EGR valve (course 1310 ) to increase an exhaust gas back pressure and thus an amount of power that is supplied to an exhaust gas turbine of the turbocharger.

Zu Zeitpunkt t2 steigt die Motorlast (Verlauf 1302) über die Motorschwellenlast 1303 an. Als Reaktion darauf werden die VID und die CT simultan in ihre jeweilige offene Position (Verlauf 1306 bzw. 1308) betätigt, wodurch höhere Massendurchsätze durch das Laufrad und mehr Luftströmung durch den Rückführkanal ermöglicht werden. Wegen der vorgreifenden Steuermaßnahme des Verkleinerns der AGR-Ventil-Öffnung ist der Übergang des Verdichtermassendurchsatzes (Verlauf 1304) glatt. Nachdem die Motorlast (Verlauf 1302) über die Motorschwellenlast 1303 ansteigt und die VID in die offene Position (Verlauf 1306) betätigt worden ist, wird das AGR-Ventil in eine Nennposition für die jeweiligen Betriebsbedingungen (z. B. Motordrehzahl und -last) eingestellt. Konkret wird der Öffnungsgrad des AGR-Ventils (Verlauf 1310) vergrößert und anschließend auf den Motorbetriebsbedingungen beruhend eingestellt, um eine gewünschte Motorverdünnung bereitzustellen. Wenn die VID in der offenen Position ist und die CT in der offenen Position ist, wird der Verdichter nach Zeitpunkt t2 erneut im Leistungsmodus betrieben.At the time t2 the engine load increases (curve 1302 ) about the engine threshold load 1303 on. In response, the VID and CT are simultaneously moved to their respective open positions (history 1306 respectively. 1308 ) actuated, which enables higher mass flow rates through the impeller and more air flow through the return duct. Because of the anticipatory control measure of reducing the EGR valve opening, the transition of the compressor mass flow rate (course 1304 ) smooth. After the engine load (course 1302 ) about the engine threshold load 1303 increases and the VID in the open position (history 1306 ) has been actuated, the EGR valve is in a nominal position for the respective Operating conditions (e.g. engine speed and load) set. The degree of opening of the EGR valve (course 1310 ) enlarged and then adjusted based on engine operating conditions to provide a desired engine dilution. If the VID is in the open position and the CT is in the open position, the compressor will time out t2 operated again in performance mode.

Auf diese Weise kann durch effektives Steuern eines Einlassbereichs eines Verdichterlaufrads auf der Grundlage von Betriebsbedingungen unter Verwendung einer variablen Einlassvorrichtung, die nahe einer Anströmkante des Laufrads positioniert ist, ein Strömungsbereich des Verdichters erweitert werden, wie beispielsweise durch Erweitern einer Pumpspanne bei geringeren Verdichtermassendurchsätzen. Indem weiterhin eine aktive Gehäusestrukturierung integriert wird, die eine Gasströmung durch einen Rückführkanal selektiv ermöglicht, kann der Strömungsbereich des Verdichters ferner erweitert werden, wie beispielsweise durch Erweitern der Pumpspanne bei höheren Verdichtermassendurchsätzen. Außerdem kann durch Blockieren der Gasströmung durch den Rückführkanal, während die variable Einlassvorrichtung die Strömung durch das Laufrad beschränkt, die Verdichtereffizienz gesteigert werden, wodurch die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs erhöht wird. Durch das unabhängige Betätigen der variablen Einlassvorrichtung und der aktiven Gehäusestrukturierung kann die Verdichtereffizienz ferner gesteigert werden, indem die aktive Gehäusestrukturierung geschlossen gehalten wird, bis sich der Verdichter Pumpbedingungen nähert. Durch das Betätigen der variablen Einlassvorrichtung und der aktiven Gehäusestrukturierung mittels eines gemeinsamen Aktors kann die Luftströmung durch den Verdichter mit weniger Komponenten und einem vereinfachten Steuerverfahren eingestellt werden. Durch das Integrieren sowohl der variablen Einlassvorrichtung als auch der aktiven Gehäusestrukturierung, ob einzeln betätigt oder durch einen gemeinsamen Aktor betätigt, und durch das Einstellen ihrer Positionen auf der Grundlage von Verdichterbetriebsbedingungen ist insgesamt betrachtet eine höhere Motorleistung bei höheren Motorlasten verfügbar, ohne dass die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs bei geringeren Motorlasten aufgegeben werden muss.In this way, by effectively controlling an inlet area of a compressor impeller based on operating conditions using a variable inlet device positioned near a leading edge of the impeller, a flow area of the compressor can be expanded, such as by expanding a pumping span at lower compressor mass flow rates. Furthermore, by integrating an active housing structuring that selectively enables gas flow through a return duct, the flow area of the compressor can be expanded, such as, for example, by expanding the pumping span at higher compressor mass flow rates. In addition, by blocking gas flow through the return passage while the variable inlet device restricts flow through the impeller, the compressor efficiency can be increased, thereby increasing the fuel efficiency of the vehicle. Independent actuation of the variable inlet device and active housing structuring can further increase compressor efficiency by keeping the active housing structuring closed until the compressor approaches pumping conditions. By actuating the variable inlet device and the active housing structuring by means of a common actuator, the air flow through the compressor can be adjusted with fewer components and a simplified control process. By integrating both the variable intake device and the active casing structuring, whether individually actuated or actuated by a common actuator, and adjusting their positions based on compressor operating conditions, overall higher engine power is available at higher engine loads without sacrificing the fuel efficiency of the Vehicle must be abandoned with lower engine loads.

Der technische Effekt des Positionierens einer variablen Einlassvorrichtung zum partiellen Blockieren der Strömung zu einem Laufrad eines Verdichters besteht darin, dass eine effektive Größe des Laufrads reduziert wird.The technical effect of positioning a variable inlet device to partially block the flow to an impeller of a compressor is to reduce an effective size of the impeller.

Der technische Effekt des Schließens eines Rückführkanals einer Gehäusestrukturierung eines Verdichters, während eine variable Einlassvorrichtung die Strömung durch den Verdichter beschränkt, besteht darin, dass die Verdichtereffizienz gesteigert wird, was die Kraftstoffeffizienz des Motors erhöht.The technical effect of closing a return duct of a casing structuring of a compressor while a variable inlet device restricts the flow through the compressor is that the compressor efficiency is increased, which increases the fuel efficiency of the engine.

In einem Beispiel umfasst ein Verfahren: Einstellen eines effektiven Bereichs eines Laufrads, das in einem Ansaugkanal eines Verdichters positioniert ist, während eine Gasströmung durch eine den Ansaugkanal umgebende Gehäusestrukturierung ebenfalls eingestellt wird, wobei sowohl der effektive Bereich als auch die Gasströmung auf Betriebsbedingungen beruhend über einen gemeinsamen, einzelnen Aktor eingestellt werden. In dem vorherigen Beispiel gilt zusätzlich oder optional, dass das Einstellen des effektiven Bereichs des Laufrads ein Einstellen eines offenen Bereichs einer variablen Einlassvorrichtung umfasst, die im Ansaugkanal unmittelbar stromaufwärts einer Anströmkante des Laufrads positioniert ist, während simultan eine Position eines Ventils innerhalb eines Rückführkanals der Gehäusestrukturierung eingestellt wird, um die Gasströmung durch die Gehäusestrukturierung einzustellen, wobei der Rückführkanal an den Ansaugkanal stromabwärts der Anströmkante des Laufrads und stromaufwärts der variablen Einlassvorrichtung fluidgekoppelt ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gilt zusätzlich oder optional, dass das Einstellen des effektiven Bereichs des Laufrads und das Einstellen der Gasströmung durch die Gehäusestrukturierung anhand des einzelnen Aktors auf Betriebsbedingungen beruhend umfasst: Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf einen kleineren, ersten offenen Bereich zum Reduzieren des effektiven Bereichs, während das Ventil in eine geschlossene Position eingestellt wird, um die Gasströmung durch den Rückführkanal als Reaktion darauf zu blockieren, dass die Motorlast unter eine Motorschwellenlast sinkt, und Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf einen größeren, zweiten offenen Bereich zum Vergrößern des effektiven Bereichs, während das Ventil in eine offene Position eingestellt wird, um die Gasströmung als Reaktion darauf durch den Rückführkanal zuzulassen, dass die Motorlast die Motorschwellenlast erreicht oder überschreitet. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional weiterhin: als Reaktion auf das Einstellen der variablen Einlassvorrichtung von dem ersten offenen Bereich auf den zweiten offenen Bereich, Einstellen einer Position eines stromabwärts des Verdichters positionierten Drosselventils. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional weiterhin: als Reaktion auf das Einstellen der variablen Einlassvorrichtung von dem ersten offenen Bereich auf den zweiten offenen Bereich, Einstellen des Zündzeitpunkts eines Motors, der stromabwärts des Verdichters gekoppelt ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gilt zusätzlich oder optional, dass das Einstellen des effektiven Bereichs des Laufrads, während anhand des einzelnen Aktors zugleich die Gasströmung durch die Gehäusestrukturierung eingestellt wird, ein Anschalten eines Elektromotors umfasst, damit er einen Verstellring zum Drehen bringt, der an das Ventil und an eine Vielzahl von Schaufeln der variablen Einlassvorrichtung gekoppelt ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gilt zusätzlich oder optional, dass das Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf den ersten offenen Bereich, während zugleich das Ventil in die geschlossene Position eingestellt wird, ein Anschalten des Elektromotors umfasst, damit er den Verstellring in eine erste Richtung dreht, wodurch das Ventil in den Rückführkanal bewegt wird, um die Gasströmung durch den Rückführkanal zu blockieren, und wodurch die Vielzahl von Schaufeln derart bewegt wird, dass sie in den Ansaugkanal hinein ragen und die Gasströmung an der Anströmkante des Laufrads blockieren; und dass das Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf den zweiten offenen Bereich, während zugleich das Ventil in die offene Position eingestellt wird, ein Anschalten des Elektromotors umfasst, damit der Verstellring in eine zweite Richtung gedreht wird, wodurch das Ventil aus dem Rückführkanal heraus bewegt wird, sodass die Luftströmung durch den Rückführkanal zugelassen wird, und wodurch die Vielzahl von Schaufeln aus dem Ansaugkanal in Wände der Gehäusestrukturierung eingefahren wird, um die Gasströmung an der Anströmkante des Laufrads zuzulassen. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gilt zusätzlich oder optional, dass der Verdichter durch eine Abgasturbine angetrieben wird und das Verfahren weiterhin Folgendes umfasst: vor dem Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf den größeren, zweiten offenen Bereich, während zugleich das Ventil in die offene Position eingestellt wird, Erhöhen eines Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine; und nach dem Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf den größeren, zweiten offenen Bereich, während zugleich das Ventil in die offene Position eingestellt wird, Verringern des Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gilt zusätzlich oder optional, dass ein Abgasrückführkanal stromaufwärts der Abgasturbine und stromabwärts des Verdichters gekoppelt ist, dass das Erhöhen des Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine ein Verkleinern einer Öffnung eines im Abgasrückführkanal angeordneten Ventils beinhaltet und dass das Verringern des Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine ein Vergrößern einer Öffnung des Ventils beinhaltet. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gilt zusätzlich oder optional, dass die Abgasturbine variable Schaufeln aufweist, dass das Erhöhen des Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine ein derartiges Einstellen der variablen Schaufeln beinhaltet, dass eine Querschnittsöffnung der Abgasturbine verkleinert wird, und dass das Verringern des Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine ein derartiges Einstellen der variablen Schaufeln beinhaltet, dass die Querschnittsöffnung der Abgasturbine vergrößert wird.In one example, a method includes: adjusting an effective area of an impeller positioned in an intake port of a compressor while also adjusting gas flow through a casing structure surrounding the intake port, both the effective area and the gas flow based on operating conditions over one common, single actuator can be set. In the previous example, in addition or optionally, setting the effective range of the impeller includes setting an open range of a variable inlet device positioned in the intake duct immediately upstream of a leading edge of the impeller while simultaneously positioning a valve within a return duct of the housing structure is adjusted to adjust the gas flow through the housing structure, the return duct being fluidly coupled to the intake duct downstream of the leading edge of the impeller and upstream of the variable inlet device. In any or all of the preceding examples, additionally or optionally, the setting of the effective area of the impeller and the setting of the gas flow through the housing structuring based on the individual actuator include operating conditions: Setting the variable inlet device to a smaller, first open area for Reduce the effective range while adjusting the valve to a closed position to block gas flow through the recirculation channel in response to engine load dropping below an engine threshold load and adjusting the variable intake device to a larger, second open range to increase the effective range while the valve is set to an open position to allow gas flow through the return duct in response to the engine load reaching or exceeding the engine threshold load. In any or all of the preceding examples, the method additionally or optionally further includes: in response to adjusting the variable inlet device from the first open area to the second open area, adjusting a position of a throttle valve positioned downstream of the compressor. In any or all of the preceding examples, the method additionally or optionally further includes: in response to adjusting the variable intake device from the first open area to the second open area, adjusting the ignition timing of an engine coupled downstream of the compressor. In any or all of the preceding examples, additionally or optionally, that is setting the effective range of the impeller while using the individual Actuator at the same time the gas flow is set through the housing structuring, includes switching on an electric motor so that it rotates an adjusting ring which is coupled to the valve and to a plurality of vanes of the variable inlet device. In any or all of the preceding examples, additionally or optionally, the setting of the variable inlet device to the first open area, while at the same time the valve is being set in the closed position, includes switching on the electric motor so that it moves the adjusting ring in a first direction rotates, thereby moving the valve into the return passage to block the gas flow through the return passage, and thereby moving the plurality of blades to protrude into the suction passage and block the gas flow at the leading edge of the impeller; and that adjusting the variable inlet device to the second open area while simultaneously adjusting the valve to the open position comprises switching on the electric motor so that the adjusting ring is rotated in a second direction, thereby moving the valve out of the return channel, so that the air flow is permitted through the return duct, and whereby the plurality of blades from the intake duct is inserted into walls of the housing structure in order to allow the gas flow at the leading edge of the impeller. In any or all of the preceding examples, additionally or optionally, the compressor is driven by an exhaust gas turbine and the method further comprises: before setting the variable intake device to the larger, second open area, while at the same time the valve is in the open position is set, increasing an exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas turbine; and after adjusting the variable intake device to the larger, second open area while simultaneously adjusting the valve to the open position, reducing the exhaust pressure upstream of the exhaust turbine. In any or all of the preceding examples, in addition or optionally, it applies that an exhaust gas recirculation duct is coupled upstream of the exhaust gas turbine and downstream of the compressor, that increasing the exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas turbine includes reducing an opening of a valve arranged in the exhaust gas recirculation duct and that reducing the exhaust gas pressure includes increasing an opening of the valve upstream of the exhaust turbine. In any or all of the preceding examples, additionally or optionally, the exhaust gas turbine has variable blades, increasing the exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas turbine includes adjusting the variable blades such that a cross-sectional opening of the exhaust gas turbine is reduced, and reducing the exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas turbine, adjusting the variable blades in such a way that the cross-sectional opening of the exhaust gas turbine is enlarged.

Als ein anderes Beispiel umfasst das Verfahren: als Reaktion darauf, dass eine Last eines Motors unter eine Schwelle sinkt, Schließen einer variablen Einlassvorrichtung eines Verdichters, der an einen Lufteinlass des Motors gekoppelt ist, und Schließen eines Rückführkanals des Verdichters anhand eines gemeinsamen Aktors; und als Reaktion darauf, dass die Last die Schwelle erreicht oder überschreitet, Öffnen der variablen Einlassvorrichtung und Öffnen des Rückführkanals über den gemeinsamen Aktor. In dem vorhergehenden Beispiel gilt zusätzlich oder optional, dass der Verdichter ein in einem Ansaugkanal angeordnetes Laufrad aufweist, dass die variable Einlassvorrichtung in dem Ansaugkanal des Verdichters stromaufwärts des Laufrads positioniert ist, dass die variable Einlassvorrichtung eine Vielzahl von Schaufeln aufweist und dass das Schließen der variablen Einlassvorrichtung ein Ausfahren der Vielzahl von Schaufeln in den Einlasskanal umfasst, um einen Einlassdurchmesser des Laufrads zu reduzieren. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gilt zusätzlich oder optional, dass das Öffnen der variablen Einlassvorrichtung ein Einfahren der Vielzahl von Schaufeln in eine Wand des Ansaugkanals umfasst, um den Einlassdurchmesser des Laufrads zu vergrößern. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gilt zusätzlich oder optional, dass der gemeinsame Aktor eine radiale Position der Vielzahl von Schaufeln und einen Umfang des Öffnens des Rückführkanals in abgestimmter Weise einstellt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional weiterhin: während die Motorlast unter der Schwelle liegt, Vorwegnehmen auf der Grundlage einer Echtzeitschätzung eines Abstands von der Schwelle, dass sie die Schwelle erreicht oder überschreitet; und als Reaktion auf mindestens eines davon, dass die Echtzeitschätzung des Abstands von der Schwelle innerhalb eines vorgegebenen Betrags liegt und dass die Echtzeitschätzung des Abstands mit einer Rate abnimmt, die höher als eine Schwellenrate ist, Einstellen eines Betrags der Leistung, die einer Turbine, die den Verdichter antreibt, zugeführt wird. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gilt zusätzlich oder optional, dass das Einstellen des Betrags der Leistung, die der Turbine, die den Verdichter antreibt, zugeführt wird, eines oder mehrere von Einstellen einer Geometrie der Turbine und Einstellen einer Position eines stromabwärts der Turbine gekoppelten Abgasrückführungsventils beinhaltet, um einen Druck stromaufwärts der Turbine zu erhöhen.As another example, the method includes: in response to a load of an engine dropping below a threshold, closing a variable intake device of a compressor coupled to an air intake of the engine, and closing a return passage of the compressor using a common actuator; and in response to the load reaching or exceeding the threshold, opening the variable inlet device and opening the return duct via the common actuator. In the previous example, in addition or optionally, it applies that the compressor has an impeller arranged in an intake duct, that the variable inlet device is positioned in the intake duct of the compressor upstream of the impeller, that the variable inlet apparatus has a plurality of blades and that the variable one closes Inlet device includes extending the plurality of blades into the inlet channel to reduce an inlet diameter of the impeller. In any or all of the preceding examples, it is additionally or optionally applicable that opening the variable inlet device comprises moving the plurality of blades into a wall of the intake duct in order to enlarge the inlet diameter of the impeller. In any or all of the preceding examples, it is additionally or optionally applicable that the common actuator adjusts a radial position of the plurality of blades and a scope for opening the return duct in a coordinated manner. In any or all of the preceding examples, the method additionally or optionally further includes: while the engine load is below the threshold, anticipating based on a real-time estimate of a distance from the threshold that it will reach or exceed the threshold; and in response to at least one of the real-time estimate of the distance from the threshold is within a predetermined amount and that the real-time estimate of the distance decreases at a rate that is higher than a threshold rate, adjusting an amount of power that a turbine that drives the compressor, is supplied. In any or all of the preceding examples, additionally or optionally, adjusting the amount of power delivered to the turbine that drives the compressor includes one or more of adjusting a geometry of the turbine and adjusting a position downstream of the turbine coupled EGR valve to increase pressure upstream of the turbine.

Als ein anderes Beispiel umfasst ein System: einen Motor, aufweisend einen Motoreinlass; einen an den Motoreinlass gekoppelten Verdichter, wobei der Verdichter umfasst: eine Gehäusestrukturierung, die einen Rückführkanal bildet, der einen Ansaugkanal umgibt; ein im Inneren des Ansaugkanals angeordnetes Laufrad; eine variable Einlassvorrichtung, die in dem Ansaugkanal stromaufwärts des Laufrads positioniert und dazu ausgelegt ist, die Gasströmung durch das Laufrad selektiv zu beschränken; und ein Betätigungssystem, das dazu ausgelegt ist, simultan einen Durchmesser der variablen Einlassvorrichtung einzustellen und die Gasströmung durch den Rückführkanal zu steuern; und eine Steuerung, in der ausführbare Anweisungen in einem nicht transitorischen Speicher gespeichert sind, welche die Steuerung bei Ausführung zu Folgendem veranlassen: Betätigen des Betätigungssystems zum Verkleinern des Durchmessers der variablen Einlassvorrichtung und Blockieren der Gasströmung durch den Rückführkanal als Reaktion darauf, dass die Motorlast unter eine Schwelle sinkt; und Betätigen des Betätigungssystems zum Vergrößern des Durchmessers der variablen Einlassvorrichtung und Zulassen der Gasströmung durch den Rückführkanal als Reaktion darauf, dass die Motorlast die Schwelle erreicht oder diese überschreitend zunimmt. In dem vorhergehenden Beispiel gilt zusätzlich oder optional, dass das Betätigungssystem einen Elektromotor und einen über den Elektromotor drehbaren Verstellring umfasst. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gilt zusätzlich oder optional, dass der Verstellring eine Vielzahl von Schlitzen aufweist und dass die variable Einlassvorrichtung eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, wobei jede von der Vielzahl von Schaufeln über einen Arm und einen Bolzen an einen von der Vielzahl von Schlitzen gekoppelt ist, und dass jeder Bolzen durch das Drehen des Verstellrings an jedem Schlitz entlang verschoben wird, um die Vielzahl von Schaufeln radial zu bewegen, wodurch der Durchmesser der variablen Einlassvorrichtung eingestellt wird. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gilt zusätzlich oder optional, dass der Verstellring ein Ventil aufweist, das in einer geschlossenen Position die Gasströmung durch den Rückführkanal blockiert und in einer offenen Position die Gasströmung durch den Rückführkanal zulässt.As another example, a system includes: an engine having an engine inlet; a compressor coupled to the engine inlet, the compressor comprising: a housing structure, which forms a return duct which surrounds an intake duct; an impeller disposed inside the intake duct; a variable inlet device positioned in the intake passage upstream of the impeller and configured to selectively restrict gas flow through the impeller; and an actuation system configured to simultaneously adjust a diameter of the variable inlet device and to control gas flow through the return duct; and a controller in which executable instructions are stored in non-transitory memory that, when executed, cause the controller to do the following: actuate the actuation system to reduce the diameter of the variable intake device and block gas flow through the return duct in response to the engine load being below a threshold drops; and actuating the actuation system to increase the diameter of the variable inlet device and allow gas flow through the return duct in response to the engine load reaching or exceeding the threshold. In the preceding example, it is additionally or optionally applicable that the actuation system comprises an electric motor and an adjusting ring which can be rotated via the electric motor. In any or all of the preceding examples, additionally or optionally, the adjustment ring has a plurality of slots and the variable inlet device has a plurality of blades, each of the plurality of blades via an arm and a bolt to one of the plurality of slots, and that each bolt is slid along each slot by rotating the adjustment ring to move the plurality of blades radially, thereby adjusting the diameter of the variable inlet device. In any or all of the preceding examples, it is additionally or optionally applicable that the adjusting ring has a valve which blocks the gas flow through the return duct in a closed position and permits the gas flow through the return duct in an open position.

In einer anderen Repräsentation umfasst das Verfahren: als Reaktion darauf, dass ein Verdichtermassendurchsatz- und Druckverhältnisbetriebspunkt unter eine Schwelle sinkt, Schließen einer variablen Einlassvorrichtung des Verdichters und Schließen eines Rückführkanals des Verdichters durch Drehen eines Verstellrings in eine erste Richtung; und als Reaktion darauf, dass der Verdichtermassendurchsatz- und Druckverhältnisbetriebspunkt die Schwelle erreicht oder überschreitet, Öffnen der variablen Einlassvorrichtung und Öffnen des Rückführkanals durch Drehen des Verstellrings in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. In dem vorhergehenden Beispiel gilt zusätzlich oder optional, dass der Verstellring eine Vielzahl von Schlitzen aufweist und dass die variable Einlassvorrichtung eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, wobei jede von der Vielzahl von Schaufeln über einen Arm und einen Bolzen an einen von der Vielzahl von Schlitzen gekoppelt ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gilt zusätzlich oder optional, dass jeder Bolzen durch das Drehen des Verstellrings in die erste Richtung an jedem Schlitz entlang verschoben wird, um die Vielzahl von Schaufeln radial in eine Position mit kleinerem Durchmesser zu bewegen. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gilt zusätzlich oder optional, dass jeder Bolzen durch das Drehen des Verstellrings in die zweite Richtung an jedem Schlitz entlang verschoben wird, um die Vielzahl von Schaufeln radial in eine Position mit größerem Durchmesser zu bewegen. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gilt zusätzlich oder optional, dass der Verstellring ein Ventil aufweist, wobei das Drehen des Verstellrings in die erste Richtung das Ventil in eine geschlossene Position bringt, welche die Gasströmung durch den Rückführkanal verhindert, und wobei das Drehen des Verstellrings in die zweite Richtung das Ventil in eine offene Position bringt, die die Gasströmung durch den Rückführkanal zulässt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gilt zusätzlich oder optional, dass der Verstellring über eine Welle an einen Elektromotor gekoppelt ist, wobei das Drehen des Verstellrings in die erste Richtung ein seitliches Bewegen der Welle in eine erste Richtung anhand des Elektromotors beinhaltet und das Drehen des Verstellrings in die zweite Richtung ein seitliches Bewegen der Welle in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, anhand des Elektromotors beinhaltet. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gilt zusätzlich oder optional, dass der Verdichter durch eine Abgasturbine angetrieben wird und dass das Verfahren weiterhin umfasst: vorwegnehmend, dass der Verdichtermassendurchsatz- und Druckverhältnisbetriebspunkt die Schwelle erreicht oder überschreitet, Erhöhen eines Betrags der Leistung, die der Abgasturbine zugeführt wird; und als Reaktion darauf, dass der Verdichtermassendurchsatz- und Druckverhältnisbetriebspunkt die Schwelle erreicht oder überschreitet, Verringern des Betrags der Leistung, die der Abgasturbine zugeführt wird.In another representation, the method includes: in response to a compressor mass flow rate and pressure ratio operating point dropping below a threshold, closing a variable inlet device of the compressor, and closing a return passage of the compressor by rotating an adjustment ring in a first direction; and in response to the compressor mass flow rate and pressure ratio operating point reaching or exceeding the threshold, opening the variable inlet device and opening the return passage by rotating the adjustment ring in a second direction opposite to the first direction. In the previous example, additionally or optionally, the adjustment ring has a plurality of slots and the variable inlet device has a plurality of blades, each of the plurality of blades being coupled to one of the plurality of slots via an arm and a bolt , In any or all of the preceding examples, in addition or optionally, each bolt is displaced along each slot by rotating the adjustment ring in the first direction in order to move the plurality of blades radially into a position with a smaller diameter. In any or all of the preceding examples, it is additionally or optional that each bolt is displaced along each slot by rotating the adjusting ring in the second direction in order to move the plurality of blades radially into a position with a larger diameter. In any or all of the preceding examples, additionally or optionally, the adjustment ring has a valve, the rotation of the adjustment ring in the first direction bringing the valve into a closed position, which prevents the gas flow through the return duct, and wherein the rotation of the Adjustment ring in the second direction brings the valve into an open position that allows gas flow through the return channel. In any or all of the preceding examples, it is additionally or optionally applicable that the adjusting ring is coupled to an electric motor via a shaft, the rotation of the adjusting ring in the first direction including lateral movement of the shaft in a first direction using the electric motor and the rotating of the adjusting ring in the second direction includes lateral movement of the shaft in a second direction, which is opposite to the first direction, based on the electric motor. In any or all of the preceding examples, additionally or optionally, the compressor is powered by an exhaust gas turbine and the method further includes: anticipating the compressor mass flow rate and pressure ratio operating point reaching or exceeding the threshold, increasing an amount of power that the Exhaust gas turbine is supplied; and in response to the compressor mass flow rate and pressure ratio operating point reaching or exceeding the threshold, reducing the amount of power supplied to the exhaust gas turbine.

Es sei darauf hingewiesen, dass die in dieser Schrift enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemauslegungen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nicht transitorischen Speicher gespeichert sein und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die hier beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern ist vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einen nicht transitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Maßnahmen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.It should be noted that the exemplary control and estimation routines contained in this document can be used with different engine and / or vehicle system designs. The control methods and routines disclosed in this document can be stored as executable instructions in a non-transitory memory and can be executed by the control system, which includes the control in combination with the various sensors, actuators and other motor hardware. The specific routines described here can be one or more from any number of processing strategies, such as event driven, interrupt driven, multitasking, multithreading, and the like. Accordingly, various measures, operations, and / or functions illustrated may be performed in the illustrated sequence or in parallel, or in some cases omitted. Likewise, the processing order is not necessarily required to achieve the features and advantages of the exemplary embodiments described in this document, but rather is provided for ease of illustration and description. One or more of the illustrated measures, processes and / or functions can be carried out repeatedly depending on the strategy used. Furthermore, the described measures, procedures and / or functions can graphically represent code that is to be programmed into a non-transitory memory of the computer-readable storage medium in the engine control system, the described measures being carried out by executing the instructions in a system that combines the various engine hardware components with of the electronic control system.

Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Auslegungen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technik auf V6-, 14-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gehören alle neuen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Auslegungen und weitere in dieser Schrift offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Ansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Schutzumfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
It is understood that the interpretations and routines disclosed in this document are exemplary in nature and these specific embodiments are not to be interpreted in a restrictive sense, since numerous variations are possible. For example, the above technique can be based on V6 -, 14-, I6 -, V12, 4-cylinder boxer and other engine types can be used. The subject matter of the present disclosure includes all new and not obvious combinations and subcombinations of the different systems and designs and further features, functions and / or properties disclosed in this document.
The following claims highlight particular combinations and subcombinations that are considered novel and not obvious. These claims may relate to "an" element or "a first" element or the equivalent thereof. Such claims are to be understood to include the inclusion of one or more such elements and neither require nor exclude two or more such elements. Other combinations and subcombinations of the disclosed features, functions, elements and / or properties can be claimed by amending the present claims or by filing new claims in this or a related application. Such claims, regardless of whether they have a broader, narrower, identical or different scope of protection compared to the original claims, are also considered to be included in the subject matter of the present disclosure.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, aufweisend: Einstellen eines effektiven Bereichs eines Laufrads, das in einem Ansaugkanal eines Verdichters positioniert ist, während eine Gasströmung durch eine den Ansaugkanal umgebende Gehäusestrukturierung ebenfalls eingestellt wird, wobei sowohl der effektive Bereich als auch die Gasströmung auf Betriebsbedingungen beruhend über einen gemeinsamen, einzelnen Aktor eingestellt werden.According to the present invention, there is provided a method comprising: adjusting an effective area of an impeller positioned in an intake passage of a compressor while adjusting gas flow through a casing structure surrounding the intake passage, both the effective area and the gas flow Operating conditions can be set based on a common, single actuator.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Einstellen des effektiven Bereichs des Laufrads ein Einstellen eines offenen Bereichs einer variablen Einlassvorrichtung, die im Ansaugkanal unmittelbar stromaufwärts einer Anströmkante des Laufrads positioniert ist, während simultan eine Position eines Ventils innerhalb eines Rückführkanals der Gehäusestrukturierung eingestellt wird, um die Gasströmung durch die Gehäusestrukturierung einzustellen, wobei der Rückführkanal an den Ansaugkanal stromabwärts der Anströmkante des Laufrads und stromaufwärts der variablen Einlassvorrichtung fluidgekoppelt ist.In one embodiment, adjusting the effective area of the impeller includes adjusting an open area of a variable inlet device positioned in the intake passage immediately upstream of a leading edge of the impeller while simultaneously adjusting a position of a valve within a return passage of the casing structure to control gas flow through adjust the housing structure, the return duct being fluidly coupled to the intake duct downstream of the leading edge of the impeller and upstream of the variable inlet device.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Einstellen des effektiven Bereichs des Laufrads und das Einstellen der Gasströmung durch die Gehäusestrukturierung anhand des einzelnen Aktors auf der Grundlage von Betriebsbedingungen: Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf einen kleineren, ersten offenen Bereich zum Reduzieren des effektiven Bereichs, während das Ventil in eine geschlossene Position eingestellt wird, um die Gasströmung durch den Rückführkanal als Reaktion darauf zu blockieren, dass die Motorlast unter eine Motorschwellenlast sinkt; und Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf einen größeren, zweiten offenen Bereich zum Vergrößern des effektiven Bereichs, während das Ventil in eine offene Position eingestellt wird, um die Gasströmung als Reaktion darauf durch den Rückführkanal zuzulassen, dass die Motorlast die Motorschwellenlast erreicht oder überschreitet.According to one embodiment, adjusting the effective area of the impeller and adjusting the gas flow through the casing structuring based on the individual actuator based on operating conditions includes: adjusting the variable intake device to a smaller, first open area to reduce the effective area while the valve is in a closed position is set to block gas flow through the return duct in response to the engine load dropping below an engine threshold load; and adjusting the variable intake device to a larger, second open area to increase the effective area while adjusting the valve to an open position to allow gas flow through the return duct in response to engine load reaching or exceeding the engine threshold load.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass als Reaktion auf das Einstellen der variablen Einlassvorrichtung von dem ersten offenen Bereich auf den zweiten offenen Bereich eine Position eines stromabwärts des Verdichters positionierten Drosselventils eingestellt wird.According to one embodiment, the invention is further characterized in that a position of a throttle valve positioned downstream of the compressor is adjusted in response to the setting of the variable intake device from the first open area to the second open area.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass als Reaktion auf das Einstellen der variablen Einlassvorrichtung von dem ersten offenen Bereich auf den zweiten offenen Bereich der Zündzeitpunkt eines stromabwärts des Verdichters gekoppelten Motors eingestellt wird.According to one embodiment, the invention is further characterized in that, in response to the setting of the variable intake device from the first open area to the second open area, the ignition timing of an engine coupled downstream of the compressor is set.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Einstellen des effektiven Bereichs des Laufrads, während anhand des einzelnen Aktors zugleich die Gasströmung durch die Gehäusestrukturierung eingestellt wird, ein Anschalten eines Elektromotors, damit er einen Verstellring zum Drehen bringt, der an das Ventil und an eine Vielzahl von Schaufeln der variablen Einlassvorrichtung gekoppelt ist. According to one embodiment, adjusting the effective range of the impeller, while at the same time adjusting the gas flow through the housing structuring using the individual actuator, includes switching on an electric motor so that it rotates an adjusting ring which is connected to the valve and to a plurality of blades of the variable inlet device is coupled.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf den ersten offenen Bereich, während zugleich das Ventil in die geschlossene Position eingestellt wird: Anschalten des Elektromotors, damit er den Verstellring in eine erste Richtung dreht, wodurch das Ventil in den Rückführkanal bewegt wird, um die Gasströmung durch den Rückführkanal zu blockieren, und wodurch die Vielzahl von Schaufeln derart bewegt wird, dass sie in den Ansaugkanal hinein ragen und die Gasströmung an der Anströmkante des Laufrads blockieren; und das Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf den zweiten offenen Bereich, während zugleich das Ventil in die offene Position eingestellt wird, umfasst ein Anschalten des Elektromotors, damit der Verstellring in eine zweite Richtung gedreht wird, wodurch das Ventil aus dem Rückführkanal heraus bewegt wird, sodass die Luftströmung durch den Rückführkanal zugelassen wird, und wodurch die Vielzahl von Schaufeln aus dem Ansaugkanal in Wände der Gehäusestrukturierung eingefahren wird, um die Gasströmung an der Anströmkante des Laufrads zuzulassen.According to one embodiment, adjusting the variable inlet device to the first open area while at the same time adjusting the valve to the closed position comprises: switching on the electric motor so that it rotates the adjusting ring in a first direction, thereby moving the valve into the return duct block the gas flow through the return duct, and thereby move the plurality of blades to protrude into the intake duct and block the gas flow at the leading edge of the impeller; and adjusting the variable inlet device to the second open area while simultaneously adjusting the valve to the open position includes turning on the electric motor to rotate the adjustment ring in a second direction, thereby moving the valve out of the return passage so that the air flow is allowed through the return duct, and whereby the plurality of blades from the intake duct is inserted into walls of the housing structure in order to allow the gas flow at the leading edge of the impeller.

Gemäß einer Ausführungsform wird der Verdichter durch eine Abgasturbine angetrieben und umfasst das Verfahren weiterhin Folgendes: vor dem Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf den größeren, zweiten offenen Bereich, während zugleich das Ventil in die offene Position eingestellt wird, Erhöhen eines Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine; und nach dem Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf den größeren, zweiten offenen Bereich, während zugleich das Ventil in die offene Position eingestellt wird, Verringern des Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine.In one embodiment, the compressor is powered by an exhaust gas turbine, and the method further comprises: increasing the exhaust pressure upstream of the exhaust turbine before adjusting the variable intake device to the larger, second open area while at the same time adjusting the valve to the open position; and after adjusting the variable intake device to the larger, second open area while simultaneously adjusting the valve to the open position, reducing the exhaust pressure upstream of the exhaust turbine.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein Abgasrückführkanal stromaufwärts der Abgasturbine und stromabwärts des Verdichters gekoppelt, wobei das Erhöhen des Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine ein Verkleinern einer Öffnung eines im Abgasrückführkanal angeordneten Ventils beinhaltet und das Verringern des Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine ein Vergrößern einer Öffnung des Ventils beinhaltet.According to one embodiment, an exhaust gas recirculation duct is coupled upstream of the exhaust gas turbine and downstream of the compressor, the increasing the exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas turbine including reducing an opening of a valve arranged in the exhaust gas recirculation duct and reducing the exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas turbine including increasing an opening of the valve.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Abgasturbine variable Schaufeln auf, wobei das Erhöhen des Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine ein derartiges Einstellen der variablen Schaufeln beinhaltet, dass eine Querschnittsöffnung der Abgasturbine verkleinert wird, und das Verringern des Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine ein derartiges Einstellen der variablen Schaufeln beinhaltet, dass die Querschnittsöffnung der Abgasturbine vergrößert wird.According to one embodiment, the exhaust gas turbine has variable blades, the increasing the exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas turbine including adjusting the variable blades such that a cross-sectional opening of the exhaust gas turbine is reduced, and reducing the exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas turbine including adjusting the variable blades, that the cross-sectional opening of the exhaust gas turbine is enlarged.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, aufweisend: als Reaktion darauf, dass eine Last eines Motors unter eine Schwelle sinkt, Schließen einer variablen Einlassvorrichtung eines Verdichters, der an einen Lufteinlass des Motors gekoppelt ist, und Schließen eines Rückführkanals des Verdichters anhand eines gemeinsamen Aktors; und als Reaktion darauf, dass die Last die Schwelle erreicht oder überschreitet, Öffnen der variablen Einlassvorrichtung und Öffnen des Rückführkanals über den gemeinsamen Aktor.According to the present invention there is provided a method comprising: in response to a load of an engine falling below a threshold, closing a variable inlet device of a compressor coupled to an air inlet of the engine, and closing a return duct of the compressor using a common one actuator; and in response to the load reaching or exceeding the threshold, opening the variable inlet device and opening the return duct via the common actuator.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Verdichter ein in einem Ansaugkanal angeordnetes Laufrad auf, wobei die variable Einlassvorrichtung in dem Ansaugkanal des Verdichters stromaufwärts des Laufrads positioniert ist, die variable Einlassvorrichtung eine Vielzahl von Schaufeln aufweist und das Schließen der variablen Einlassvorrichtung ein Ausfahren der Vielzahl von Schaufeln in den Einlasskanal umfasst, um einen Einlassdurchmesser des Laufrads zu reduzieren.According to one embodiment, the compressor has an impeller arranged in a suction channel, the variable inlet device being positioned in the suction channel of the compressor upstream of the impeller, the variable inlet device having a plurality of blades and the closing of the variable inlet device extending the plurality of blades in includes the inlet duct to reduce an inlet diameter of the impeller.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Öffnen der variablen Einlassvorrichtung ein Einfahren der Vielzahl von Schaufeln in eine Wand des Ansaugkanals, um den Einlassdurchmesser des Laufrads zu vergrößern.According to one embodiment, opening the variable inlet device comprises inserting the plurality of blades into a wall of the intake duct in order to increase the inlet diameter of the impeller.

Gemäß einer Ausführungsform stellt der gemeinsame Aktor eine radiale Position der Vielzahl von Schaufeln und einen Umfang des Öffnens des Rückführkanals in abgestimmter Weise ein.According to one embodiment, the common actuator adjusts a radial position of the plurality of blades and a circumference of the opening of the return channel in a coordinated manner.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung weiterhin durch Folgendes gekennzeichnet: während die Motorlast unter der Schwelle liegt, Vorwegnehmen auf der Grundlage einer Echtzeitschätzung eines Abstands von der Schwelle, dass sie die Schwelle erreicht oder überschreitet; und als Reaktion auf mindestens eines davon, dass die Echtzeitschätzung des Abstands von der Schwelle innerhalb eines vorgegebenen Betrags liegt und dass die Echtzeitschätzung des Abstands mit einer Rate abnimmt, die höher als eine Schwellenrate ist, Einstellen eines Betrags der Leistung, die einer Turbine, die den Verdichter antreibt, zugeführt wird.According to one embodiment, the invention is further characterized by: while the engine load is below the threshold, anticipating based on a real-time estimate of a distance from the threshold that it will reach or exceed the threshold; and in response to at least one of the real-time estimate of the distance from the threshold is within a predetermined amount and that the real-time estimate of the distance decreases at a rate that is higher than a threshold rate, adjusting an amount of power that a turbine that drives the compressor, is supplied.

Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Einstellen des Betrags der Leistung, die der Turbine, die den Verdichter antreibt, zugeführt wird, eines oder mehrere von Einstellen einer Geometrie der Turbine und Einstellen einer Position eines stromabwärts der Turbine gekoppelten Abgasrückführungsventils, um einen Druck stromaufwärts der Turbine zu erhöhen.According to one embodiment, adjusting the amount of power supplied to the turbine that drives the compressor includes one or more of adjusting a geometry of the turbine and adjusting a position of one Exhaust gas recirculation valve coupled downstream of the turbine to increase pressure upstream of the turbine.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System vorgesehen, aufweisend: einen Motor, aufweisend einen Motoreinlass; einen an den Motoreinlass gekoppelten Verdichter, wobei der Verdichter umfasst: eine Gehäusestrukturierung, die einen Rückführkanal bildet, der einen Ansaugkanal umgibt; ein im Inneren des Ansaugkanals angeordnetes Laufrad; eine variable Einlassvorrichtung, die in dem Ansaugkanal stromaufwärts des Laufrads positioniert und dazu ausgelegt ist, die Gasströmung durch das Laufrad selektiv zu beschränken; und ein Betätigungssystem, das dazu ausgelegt ist, simultan einen Durchmesser der variablen Einlassvorrichtung einzustellen und die Gasströmung durch den Rückführkanal zu steuern; und eine Steuerung, in der ausführbare Anweisungen in einem nicht transitorischen Speicher gespeichert sind, welche die Steuerung bei Ausführung zu Folgendem veranlassen: Betätigen des Betätigungssystems zum Verkleinern des Durchmessers der variablen Einlassvorrichtung und Blockieren der Gasströmung durch den Rückführkanal als Reaktion darauf, dass die Motorlast unter eine Schwelle sinkt; und Betätigen des Betätigungssystems zum Vergrößern des Durchmessers der variablen Einlassvorrichtung und Zulassen der Gasströmung durch den Rückführkanal als Reaktion darauf, dass die Motorlast die Schwelle erreicht oder diese überschreitend zunimmt.According to the present invention there is provided a system comprising: an engine having an engine inlet; a compressor coupled to the engine inlet, the compressor comprising: a housing structure that forms a return duct that surrounds an intake duct; an impeller disposed inside the intake duct; a variable inlet device positioned in the intake passage upstream of the impeller and configured to selectively restrict gas flow through the impeller; and an actuation system configured to simultaneously adjust a diameter of the variable inlet device and to control gas flow through the return duct; and a controller in which executable instructions are stored in non-transitory memory that, when executed, cause the controller to do the following: actuate the actuation system to reduce the diameter of the variable intake device and block gas flow through the return duct in response to the engine load being below a threshold drops; and actuating the actuation system to increase the diameter of the variable inlet device and allow gas flow through the return duct in response to the engine load reaching or exceeding the threshold.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Betätigungssystem einen Elektromotor und einen über den Elektromotor drehbaren Verstellring.According to one embodiment, the actuation system comprises an electric motor and an adjusting ring which can be rotated via the electric motor.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Verstellring eine Vielzahl von Schlitzen auf und weist die variable Einlassvorrichtung eine Vielzahl von Schaufeln auf, wobei jede von der Vielzahl von Schaufeln über einen Arm und einen Bolzen an einen von der Vielzahl von Schlitzen gekoppelt ist, und wobei jeder Bolzen durch das Drehen des Verstellrings an jedem Schlitz entlang verschoben wird, um die Vielzahl von Schaufeln radial zu bewegen, wodurch der Durchmesser der variablen Einlassvorrichtung eingestellt wird.According to one embodiment, the adjustment ring has a plurality of slots and the variable inlet device has a plurality of blades, each of the plurality of blades being coupled to one of the plurality of slots via an arm and a bolt, and each bolt being through rotating the adjustment ring along each slot to move the plurality of blades radially, thereby adjusting the diameter of the variable inlet device.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Verstellring ein Ventil auf, das in einer geschlossenen Position die Gasströmung durch den Rückführkanal blockiert und in einer offenen Position die Gasströmung durch den Rückführkanal zulässt.According to one embodiment, the adjusting ring has a valve which blocks the gas flow through the return duct in a closed position and permits the gas flow through the return duct in an open position.

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Claims (15)

Verfahren, umfassend: Einstellen eines effektiven Bereichs eines Laufrads, das in einem Ansaugkanal eines Verdichters positioniert ist, während eine Gasströmung durch eine den Ansaugkanal umgebende Gehäusestrukturierung ebenfalls eingestellt wird, wobei sowohl der effektive Bereich als auch die Gasströmung auf Betriebsbedingungen beruhend über einen gemeinsamen, einzelnen Aktor eingestellt werden.Process comprising: Adjusting an effective range of an impeller positioned in an intake duct of a compressor while also adjusting gas flow through a casing structure surrounding the intake duct, wherein both the effective range and the gas flow are adjusted based on operating conditions via a common, single actuator. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen des effektiven Bereichs des Laufrads ein Einstellen eines offenen Bereichs einer variablen Einlassvorrichtung, die im Ansaugkanal unmittelbar stromaufwärts einer Anströmkante des Laufrads positioniert ist, während simultan eine Position eines Ventils im Inneren eines Rückführkanals der Gehäusestrukturierung eingestellt wird, um die Gasströmung durch die Gehäusestrukturierung einzustellen, umfasst, wobei der Rückführkanal an den Ansaugkanal stromabwärts der Anströmkante des Laufrads und stromaufwärts der variablen Einlassvorrichtung fluidgekoppelt ist.Procedure according to Claim 1 wherein adjusting the effective area of the impeller is adjusting an open area of a variable inlet device positioned in the intake passage immediately upstream of a leading edge of the impeller while simultaneously adjusting a position of a valve inside a return passage of the casing structure to control the gas flow through the Adjust housing structuring, wherein the return duct is fluidly coupled to the intake duct downstream of the leading edge of the impeller and upstream of the variable inlet device. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Einstellen des effektiven Bereichs des Laufrads und das Einstellen der Gasströmung durch die Gehäusestrukturierung anhand des einzelnen Aktors auf Betriebsbedingungen beruhend umfasst: Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf einen kleineren, ersten offenen Bereich zum Reduzieren des effektiven Bereichs, während das Ventil in eine geschlossene Position eingestellt wird, um die Gasströmung durch den Rückführkanal als Reaktion darauf zu blockieren, dass die Motorlast unter eine Motorschwellenlast sinkt; und Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf einen größeren, zweiten offenen Bereich zum Vergrößern des effektiven Bereichs, während das Ventil in eine offene Position eingestellt wird, um die Gasströmung als Reaktion darauf durch den Rückführkanal zuzulassen, dass die Motorlast die Motorschwellenlast erreicht oder überschreitet.Procedure according to Claim 2 , wherein adjusting the effective area of the impeller and adjusting the gas flow through the case structure based on the individual actuator based on operating conditions comprises: adjusting the variable inlet device to a smaller, first open area to reduce the effective area while the valve is in a closed position is set to block gas flow through the return duct in response to the engine load dropping below an engine threshold load; and adjusting the variable intake device to a larger, second open area to increase the effective area while adjusting the valve to an open position to allow gas flow through the return duct in response to engine load reaching or exceeding the engine threshold load. Verfahren nach Anspruch 3, weiterhin umfassend: als Reaktion auf das Einstellen der variablen Einlassvorrichtung von dem ersten offenen Bereich auf den zweiten offenen Bereich, Einstellen einer Position eines stromabwärts des Verdichters positionierten Drosselventils.Procedure according to Claim 3 , further comprising: in response to adjusting the variable intake device from the first open area to the second open area, adjusting a position of a throttle valve positioned downstream of the compressor. Verfahren nach Anspruch 3, weiterhin umfassend: als Reaktion auf das Einstellen der variablen Einlassvorrichtung von dem ersten offenen Bereich auf den zweiten offenen Bereich, Einstellen des Zündzeitpunkts eines Motors, der stromabwärts des Verdichters gekoppelt ist.Procedure according to Claim 3 , further comprising: in response to adjusting the variable intake device from the first open area to the second open area, adjusting the ignition timing of an engine coupled downstream of the compressor. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Einstellen des effektiven Bereichs des Laufrads, während anhand des einzelnen Aktors zugleich die Gasströmung durch die Gehäusestrukturierung eingestellt wird, ein Anschalten eines Elektromotors umfasst, damit er einen Verstellring zum Drehen bringt, der an das Ventil und an eine Vielzahl von Schaufeln der variablen Einlassvorrichtung gekoppelt ist.Procedure according to Claim 3 , wherein the setting of the effective range of the impeller, while at the same time the gas flow through the housing structuring is set by means of the individual actuator, comprises switching on an electric motor so that it rotates an adjusting ring which is connected to the valve and to a plurality of vanes of the variable Inlet device is coupled. Verfahren nach Anspruch 6, wobei: das Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf den ersten offenen Bereich, während zugleich das Ventil in die geschlossene Position eingestellt wird, umfasst: Anschalten des Elektromotors, damit er den Verstellring in eine erste Richtung dreht, wodurch das Ventil in den Rückführkanal bewegt wird, um die Gasströmung durch den Rückführkanal zu blockieren, und wodurch die Vielzahl von Schaufeln derart bewegt wird, dass sie in den Ansaugkanal hinein ragen und die Gasströmung an der Anströmkante des Laufrads blockieren; und das Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf den zweiten offenen Bereich, während zugleich das Ventil in die offene Position eingestellt wird, ein Anschalten des Elektromotors umfasst, damit der Verstellring in eine zweite Richtung gedreht wird, wodurch das Ventil aus dem Rückführkanal heraus bewegt wird, sodass die Luftströmung durch den Rückführkanal zugelassen wird, und wodurch die Vielzahl von Schaufeln aus dem Ansaugkanal in Wände der Gehäusestrukturierung eingefahren wird, um die Gasströmung an der Anströmkante des Laufrads zuzulassen.Procedure according to Claim 6 , wherein: adjusting the variable inlet device to the first open area while simultaneously adjusting the valve to the closed position comprises: switching on the electric motor so that it rotates the adjusting ring in a first direction, thereby moving the valve into the return duct, to block the gas flow through the return duct, and thereby moving the plurality of blades so that they protrude into the suction duct and block the gas flow at the leading edge of the impeller; and adjusting the variable inlet device to the second open area while simultaneously adjusting the valve to the open position includes turning on the electric motor to rotate the adjustment ring in a second direction, thereby moving the valve out of the return passage so that the air flow is allowed through the return duct, and whereby the plurality of blades from the intake duct is inserted into walls of the housing structure in order to allow the gas flow at the leading edge of the impeller. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Verdichter durch eine Abgasturbine angetrieben wird und das Verfahren weiterhin umfasst: vor dem Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf den größeren, zweiten offenen Bereich, während zugleich das Ventil in die offene Position eingestellt wird, Erhöhen eines Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine; und nach dem Einstellen der variablen Einlassvorrichtung auf den größeren, zweiten offenen Bereich, während zugleich das Ventil in die offene Position eingestellt wird, Verringern des Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine.Procedure according to Claim 3 wherein the compressor is driven by an exhaust gas turbine and the method further comprises: before setting the variable intake device to the larger, second open area while at the same time setting the valve to the open position, increasing an exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas turbine; and after adjusting the variable intake device to the larger, second open area while simultaneously adjusting the valve to the open position, reducing the exhaust pressure upstream of the exhaust turbine. Verfahren nach Anspruch 8, wobei ein Abgasrückführkanal stromaufwärts der Abgasturbine und stromabwärts des Verdichters gekoppelt ist, wobei das Erhöhen des Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine ein Verkleinern einer Öffnung eines im Abgasrückführkanal angeordneten Ventils beinhaltet und das Verringern des Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine ein Vergrößern einer Öffnung des Ventils beinhaltet.Procedure according to Claim 8 , wherein an exhaust gas recirculation channel is coupled upstream of the exhaust gas turbine and downstream of the compressor, wherein the Increasing the exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas turbine includes reducing an opening of a valve arranged in the exhaust gas recirculation duct, and reducing the exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas turbine includes increasing an opening of the valve. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Abgasturbine variable Schaufeln aufweist, wobei das Erhöhen des Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine ein derartiges Einstellen der variablen Schaufeln beinhaltet, dass eine Querschnittsöffnung der Abgasturbine verkleinert wird, und das Verringern des Abgasdrucks stromaufwärts der Abgasturbine ein derartiges Einstellen der variablen Schaufeln beinhaltet, dass die Querschnittsöffnung der Abgasturbine vergrößert wird.Procedure according to Claim 8 , wherein the exhaust gas turbine has variable blades, wherein increasing the exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas turbine includes adjusting the variable blades such that a cross-sectional opening of the exhaust gas turbine is reduced, and reducing the exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas turbine includes adjusting the variable blades such that Cross-sectional opening of the exhaust gas turbine is enlarged. System, umfassend: einen Motor, der einen Motoreinlass aufweist, einen an den Motoreinlass gekoppelten Verdichter, wobei der Verdichter umfasst: eine Gehäusestrukturierung, die einen Rückführkanal bildet, der einen Ansaugkanal umgibt; ein im Inneren des Ansaugkanals angeordnetes Laufrad; eine variable Einlassvorrichtung, die in dem Ansaugkanal stromaufwärts des Laufrads positioniert und dazu ausgelegt ist, die Gasströmung durch das Laufrad selektiv zu beschränken; und ein Betätigungssystem, das dazu ausgelegt ist, simultan einen Durchmesser der variablen Einlassvorrichtung einzustellen und die Gasströmung durch den Rückführkanal zu steuern; und eine Steuerung, in der ausführbare Anweisungen in einem nicht transitorischen Speicher gespeichert sind, welche die Steuerung bei Ausführung zu Folgendem veranlassen: Betätigen des Betätigungssystems zum Verkleinern des Durchmessers der variablen Einlassvorrichtung und Blockieren der Gasströmung durch den Rückführkanal als Reaktion darauf, dass die Motorlast unter eine Schwelle sinkt; und Betätigen des Betätigungssystems zum Vergrößern des Durchmessers der variablen Einlassvorrichtung und Zulassen der Gasströmung durch den Rückführkanal als Reaktion darauf, dass die Motorlast die Schwelle erreicht oder diese überschreitend zunimmt.System comprising: an engine that has an engine inlet, a compressor coupled to the engine inlet, the compressor comprising: a housing structure that forms a return duct that surrounds an intake duct; an impeller disposed inside the intake duct; a variable inlet device positioned in the intake passage upstream of the impeller and configured to selectively restrict gas flow through the impeller; and an actuation system configured to simultaneously adjust a diameter of the variable inlet device and to control gas flow through the return duct; and a controller in which executable instructions are stored in a non-transitory memory, which cause the controller to do the following when executed: Actuating the actuation system to reduce the diameter of the variable inlet device and block the gas flow through the return duct in response to the engine load falling below a threshold; and Actuating the actuation system to increase the diameter of the variable inlet device and allow gas flow through the return duct in response to the engine load reaching or exceeding the threshold. System nach Anspruch 11, wobei das Betätigungssystem einen Elektromotor und einen mittels des Elektromotors drehbaren Verstellring umfasst.System according to Claim 11 , wherein the actuation system comprises an electric motor and an adjusting ring rotatable by means of the electric motor. System nach Anspruch 12, wobei der Verstellring eine Vielzahl von Schlitzen aufweist und die variable Einlassvorrichtung eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, wobei jede von der Vielzahl von Schaufeln über einen Arm und einen Bolzen an einen von der Vielzahl von Schlitzen gekoppelt ist, und wobei jeder Bolzen durch das Drehen des Verstellrings an jedem Schlitz entlang verschoben wird, um die Vielzahl von Schaufeln radial zu bewegen, wodurch der Durchmesser der variablen Einlassvorrichtung eingestellt wird.System according to Claim 12 , the adjustment ring having a plurality of slots and the variable inlet device having a plurality of vanes, each of the plurality of vanes being coupled to one of the plurality of slots via an arm and a bolt, and each bolt being rotated by the The adjustment ring is slid along each slot to move the plurality of blades radially, thereby adjusting the diameter of the variable inlet device. System nach Anspruch 12, wobei der Verstellring ein Ventil aufweist, das in einer geschlossenen Position die Gasströmung durch den Rückführkanal blockiert und in einer offenen Position die Gasströmung durch den Rückführkanal zulässt.System according to Claim 12 , wherein the adjusting ring has a valve which blocks the gas flow through the return duct in a closed position and allows the gas flow through the return duct in an open position. System nach Anspruch 12, wobei das Betätigen des Betätigungssystems zum Verkleinern des Durchmessers der variablen Einlassvorrichtung und Blockieren der Gasströmung durch den Rückführkanal ein Drehen des Verstellrings in eine erste Richtung anhand des Elektromotors beinhaltet, und wobei das Betätigen des Betätigungssystems zum Vergrößern des Durchmessers der variablen Einlassvorrichtung und Zulassen der Gasströmung durch den Rückführkanal ein Drehen des Verstellrings in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, anhand des Elektromotors beinhaltet.System according to Claim 12 , wherein actuating the actuation system to reduce the diameter of the variable inlet device and blocking the gas flow through the return duct includes rotating the adjusting ring in a first direction by means of the electric motor, and actuating the actuation system to enlarge the diameter of the variable inlet device and allow the gas flow through the return channel includes rotating the adjusting ring in a second direction, which is opposite to the first direction, based on the electric motor.
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